斑马鱼IRF2a与SVCV病毒磷蛋白协作负调控宿主抗病毒反应

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:y253119971
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IRF2属于IRF1家族,负调控I型IFN的产生,对病毒复制有着不同的调控作用。目前文献报道鱼类IRF2具有抑制IFN反应的作用,但是其中的调控机制尚未有详细的研究。本文针对斑马鱼IRF2a进行分子生物学相关研究,对宿主抗病毒因子和病原SVCV之间的相互机制进行初步探索,为病原调控宿主先天性免疫反应提供新的思路。具体研究结果如下:1.IRF2a负调控宿主IFN反应并促进SVCV复制IRF2a属于IRF1家族,位于斑马鱼1号染色体,具有N末端DBD结构域和C末端IAD结构域。在野生型原代尾鳍细胞中过表达IRF2a能够显著抑制斑马鱼IFNφ1和MX1基因的转录。同时我们发现IRF2a过表达的细胞中SVCV基因N和G的转录也显著增加,和上清中病毒粒子的滴度一致。IRF2a作为IFN转录因子,发现IRF2a依赖DBD结构域显著抑制poly(I:C)和SVCV诱导的IFNφ1、IFNφ3和ISRE启动子活性。同时抑制IRF1和IRF3对IFNφ1和ISRE的启动子活性。2.IRF2a敲除型原代尾鳍细胞增强宿主SVCV抗性为了进一步探究IRF2a负调控宿主抗病毒免疫反应中的作用,我们构建了纯合敲除型IRF2a斑马鱼和尾鳍细胞。SVCV感染后,IRF2a敲除型斑马鱼幼苗死亡率显著低于野生型,且体内SVCV病毒蛋白N和G的基因表达显著降低,宿主抗病毒基因(MDA5a、IFNφ1、STAT1b、MX)的m RNA在敲除型斑马鱼幼苗感染前后显著上调。利用分离得到的尾鳍细胞作为体外感染模型得到类似结果。为了解决IRF2a敲除型细胞对SVCV感染表现出来的差异,我们对尾鳍细胞进行转录组测序,共得到11623个差异基因。对样本间进行主成分分析结果显示IRF2a基因敲除样本与野生型之间差异显著(PC1为76.8%),病毒感染后两组之间明显分开(PC2为20.71%)。GSEA分析结果显示,IRF2a基因敲除后,转录组中差异基因显著富集到MAPK、细胞因子与细胞因子受体和TGF-β信号通路。根据Levraud提供的ISG基因列表,对差异基因进行归类,基因敲除后,发现大分布ISG基因表达量上调,如MX家族。对敲除型中丝氨酸/苏氨酸激酶差异基因差异表达分析,发现大部分激酶基因表达在IRF2a敲除细胞中表达下调。如PIM家族、MKNK2b、STK。其中PIM家族大部分基因表达下调,尤其是PIM1、PIM2和PIM3在转录组中表达一致,因此对这三个基因进行验证。SVCV感染IRF2a敲除型细胞后,PIM家族基因出现显著下调,SVCV诱导PIM2表达在野生型中高达26倍,而在敲除型中只有6倍。PIM1从1.3倍降至0.8倍。PIM3从2.2倍降至1.4倍。PIM家族的表达伴随着SVCV复制的变化而变化,因此我们推测PIM家族对SVCV复制存在调控作用。在EPC细胞中过表达PIM家族后检测SVCV复制,我们发现PIM2和PIM3具有促进病毒复制的作用,而PIM1有显著抑制病毒复制的作用。3.IRF2a与SVCV-P蛋白之间的调控作用鉴于IRF2a过表达促进SVCV复制,IRF2a敲除后抑制SVCV复制,因此我们推测病毒复制依赖于宿主IFN负调控因子IRF2a。通过亚细胞定位发现共转IRF2a与SVCV-P在细胞质中出现共定位,SVCV感染后,IRF2a进入细胞核,SVCV-P仍滞留在细胞质。通过CO-IP实验我们验证IRF2a与SVCV-P存在直接蛋白互作。通过结构域之间互作分析发现IRF2a通过IAD结构域与SVCV-P的C末端互作。SVCV-P通过减少IRF2a K48泛素修饰来稳定蛋白表达,促进poly(I:C)或SVCV诱导的IRF2a进入细胞核。4.IRF2a与STAT1a转录因子之间的调控关系STAT1与IRF2互作调控基因的表达,且IRF2a具有抑制IRF1和IRF7对ISRE的启动子活性。通过亚细胞定位发现共转IRF2a与STAT1a在细胞质中出现共定位,SVCV刺激后,IRF2a进入细胞核,而STAT1a仍滞留细胞质。通过CO-IP验证IRF2a通过IAD结构域与STAT1a互作,且通过减少STAT1a K63泛素修饰从而破坏蛋白稳定。IRF2a同时也减少poly(I:C)或SVCV诱导的STAT1a和磷酸化STAT1a入核。5.SVCV-P对STAT1a转录活性的影响由于IRF2a与SVCV-P,IRF2a与STAT1a之间存在蛋白互作,且STAT1是弹状病毒科靶向调控的关键转录因子。亚细胞定位结果显示共转SVCV-P与STAT1a在细胞质中共定位。SVCV感染后,单转STAT1a发生核转移,但是与SVCV-P共转后,STAT1a核转移减弱。进一步验证SVCV-P与STAT1a之间互作关系。结果显示SVCV-P依赖于C末端与STAT1a相互作用,且影响异源表达的STAT1a和磷酸化STAT1a的蛋白稳定性。通过核质蛋白分离,SVCV-P减少poly(I:C)或SVCV诱导的STAT1a入核。
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