GDI-Rac1信号通路在登革病毒感染过程中作用机制的研究

The dengue haemorrhagic fever/dengue shock syndrome(DHF/DSS), caused by dengue virus(DV), is now considered as an emerging threat of global public health. However, the pathogenesis is not completely clear. Our previous studies suggested that the activation of small G protein Rac1 and the rearragement of actin were involved in the replication and release of DV. Recently, it was reported that the GDP dissociation inhibitor (GDI),the upstream key molecules of Rac1, was closely related with the Rac1 activity. Therefore, this study aims to investigate the effect of GDI in replicative cycle of DV. Moreover the interaction of GDI-Rac1/actin with DV structural protein(prME) will be explored further. Our study will provide new insight for the pathogenesis and prevention of DV infection.

登革病毒（DV）感染引起的登革出血热/休克综合征（DHF/DSS）是严重威胁患者生命的急症，其发生机制尚未完全明了。既往研究我们已证明DV感染后 small G protein Rac1 活性增加和微丝骨架重排有利于病毒的复制和释放,而对于Rac1活性增加的机制尚不明确。因此本课题拟以血管内皮细胞（VEC）EAhy926为研究对象，研究Rac1-微丝信号途径上游的关键分子鸟苷酸解离抑制因子（GDI）在病毒感染后的分布和活性变化、对Rac1 和微丝的调控作用，以及对病毒复制、装配和释放的影响；同时分析病毒结构蛋白prME与GDI-Rac1/微丝相互作用机制。期望本研究能够为深入阐明DHF/DSS发病机制提供重要理论依据，为防治病毒感染提供有参考价值的新思路。

登革病毒（dengue virus, DV）是黄病毒科黄病毒属的单股正链RNA病毒，经蚊虫叮咬传播，感染后引起的以出血为主要表现的登革出血热/休克综合征（DHF/DSS）是严重威胁患者生命的急症，但其发生机制尚未完全明了。既往研究中我们已证明DV感染后小G蛋白（ small G protein）Rac1活性增加和微丝骨架重排有利于病毒的复制和释放。因此本课题以具有血管内皮细胞（VEC）特性的EAhy926细胞为研究对象，以DV2 (Tr1751) 为感染材料，主要研究了Rac1-微丝信号途径及其上游的关键分子鸟苷酸解离抑制因子（GDI）在病毒感染过程中的作用，所获结果主要包括三个方面：.1. 微丝骨架参与DV2感染EAhy926的过程：DV2感染可引起G-actin与F-actin量的动态变化；进一步使用两种干扰微丝骨架的药物Cytochalasin D和Jasplakinolide预处理细胞可提升了DV2的复制水平，但抑制了进入、组装，病毒释放无明显变化，表明actin解离与聚合的动态平衡参与DV2感染的整个过程。.2. 在DV2复制周期中的不同阶段，Rac1的变化不同：DV2感染能够引起GTP-Rac1表达水平的动态变化，感染早期表现为降低，晚期呈增加趋势；Rac1负突变后导致DV2进入水平和4h、8h复制水平均明显增加，但组装及释放水平下降。提示Rac1参与了DV2 感染EAhy926的过程，在复制周期的不同阶段发挥的作用不同，即早期活性下调，促进病毒进入，晚期活性呈增加趋势，有利于病毒建立有效感染。.3. GDI1通过调控Rac1 参与DV2感染EAhy926的过程：DV2感染能够诱导GDI1蛋白表达水平和mRNA水平增加，提示GDI表达增加可能是病毒感染所必需的；当GDI1表达水平受到抑制时，除复制水平外，DV2的进入、组装水平以及释放均呈现不同程度的降低，由于GDI1表达量和Rac1活性变化的一致性，提示GDI1可能通过调控Rac1-微丝参与了DV2 的感染过程。.综上，本研究利用EAhy926细胞，证明了GDI1作为GDI1-Rac1/微丝途径上游的调控分子，可能通过调控Rac1的活性和微丝的重排，参与了DV2 的感染过程。 本研究结果为深入阐明DHF/DSS的发生机制提供了重要的实验室资料，同时为进一步研究抗病毒靶向药物提供了新思路。