狂犬病病毒强毒株逃逸宿主NLRP3炎症小体识别的机制研究

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狂犬病(Rabies)是一种感染神经系统的传染病,致病原为狂犬病病毒(Rabies Virus,RABV)。狂犬病目前没有有效的治疗方法,主要原因是其致病机制尚未完全解析。NLRP3炎症小体是宿主天然免疫系统的一个重要成员,在调控机体自身免疫反应中起着非常重要的作用。RABV在长时间的演变进化中形成了一系列逃避宿主自身天然免疫反应的机制。通过前期研究发现,RABV疫苗株感染鼠源BMDCs(Bone marrow-derived dendritic cells,BMDCs)后被NLRP3炎症小体(Inflammasome)识别,并引起其下游具有活性的白介素-1β(Interleukin,IL-1β)的释放。但是对于RABV强毒株如何影响NLRP3炎症小体产生以及其具体作用机制尚不明确。为了探究RABV强毒株感染后NLRP3炎症小体的产生情况,本研究将RABV强毒株DRV-Mexico(简称DRV)和弱毒株CVS-B2c(简称B2c)分别感染BMDCs,通过测定IL-1β的分泌量,发现强毒株DRV感染BMDCs后IL-1β的分泌量要明显减少(与弱毒株B2c相比),并且上述差异不是由病毒载量引起的,表明DRV可以逃逸NLRP3炎症小体识别。为了进一步探索DRV逃逸NLRP3炎症小体识别的机制,本研究分别从NLRP3炎症小体激活的两个阶段进行分析。通过检测NF-κB信号通路下游产物如IL-6(Interleukin-6,IL-6)和TNF-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α),发现DRV可以抑制IL-6和TNF-α的释放,表明DRV可以抑制NF-κB通路,从而逃逸NLRP3炎症小体第一阶段的激活。为了消除DRV和B2c在第一阶段的差异干扰,本研究先使用脂多糖(Lippolysaccharide,LPS)与BMDCs共孵育,最后检测IL-1β的分泌量,发现DRV仍可以逃逸NLRP3炎症小体第二阶段的激活。通过检测感染DRV或B2c的BMDCs中线粒体膜电位和活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的产生,发现DRV可以减少线粒体损伤及ROS的产生进而逃逸NLRP3炎症小体第二阶段的激活。为了探究DRV的各个结构蛋白是否在逃逸NLRP3炎症小体激活中发挥作用,本研究通过酶联免疫吸附分析(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)、免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation,Co-IP)及荧光共聚焦等方法确定DRV的M蛋白可以与NLRP3发生直接相互作用。通过Co-IP确定DRV的M蛋白与NLRP3的三个结构域PYD(N-terminal pyrin domain)、NBD(NACHT-associated domain)、LRR(C-terminal leucine-rich repeat)均存在相互作用。并通过检测凋亡相关斑点样蛋白(Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD,ASC)的寡聚化及斑点的形成,确定了DRV的M蛋白可以减少ASC的寡聚化及斑点的形成。以上结果表明DRV的M蛋白在逃逸NLRP3炎症小体激活中发挥关键作用。综上,本研究揭示了RABV强毒株DRV能够逃逸NLRP3炎症小体两个阶段的激活,并且DRV的M蛋白通过与NLRP3相互作用,逃逸NLRP3炎症小体激活,表明M蛋白在RABV强毒株逃逸NLRP3炎症小体识别过程中起到重要作用。
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