热休克蛋白Hsp27应答促进肠病毒71型感染的机理

EV71 have infected over a million children and have caused hundreds to thousands deaths in China annually. Our knowledge on how the host responses to take effects on EV71 infection is very limited. We has investigated the global host protein profiles upon EV71 infection by proteomics studies. We have shown that Hsp27 is one of the most elevated proteins which respond to EV71 infection in RD cells. This founding was further validated by quantitative RT-PCR and western blot assays. Furthermore, we have found that p38 MAPK signaling plays an important role in Hsp27 phosphoryolation that further promoting viral infection. In this study, we will examine how p38 MAPK signaling on Hsp27 phosphorylation and its effects on virus infections. We will silence p38α and p38β and generate phosphorylation-deficients and oligomerization-deficient Hsp27 mutants, and demonstrate how they affect EV71 infections. Our study will provide a new insight into the viral strategies used to facilitate its life cycle in the host cells and lay a solid foundation for identifying host-based target for designing antiviral drugs against EV71.

EV71感染引起手足口病及脑膜炎等疾病，致死致残率较高，目前尚缺乏有效的治疗药物。以病毒蛋白为靶点的抗病毒药物易产生耐药性，而寻找抗病毒药物的宿主靶点是目前研究的新途径。我们前期的比较蛋白组学研究结果发现，宿主蛋白Hsp27在EV71感染时显著上升，而敲落Hsp27则明显抑制EV71的增殖。进一步的研究发现， MAPK信号通路在Hsp27的磷酸化及EV71增殖过程中发挥重要作用。在此基础上，我们拟构建携带Hsp27（野生/突变）基因的慢病毒载体, 结合EV71的假病毒体系，深入研究Hsp27在EV71生命周期中每个阶段的作用。 同时采用RNAi，Western blot等方法，研究p38-MAPK信号通路对Hsp27的影响， 以及MAPK和HSP27抑制剂在抗病毒中的作用。该研究成果将揭示EV71病毒与宿主蛋白Hsp27相互作用的分子机制，以及HSP27能否作为抗病毒靶点提供理论依据。

本课题研究了小热休克蛋白Hsp27如何参与调节肠道病毒A71型（更名为EV-A71）复制的分子机理。首先，我们通过双向凝胶电泳的蛋白质组学技术分析EV-A71感染前后的宿主蛋白的变化，结合应用生物信息学、蛋白质生物化学、细胞生物学等技术与方法，检测EV-A71感染前后蛋白表达变化。经过质谱分析确定24个蛋白，通过定量RT-PCR及蛋白印迹的方法证实了EV-A71感染促进Hsp27表达及磷酸化。通过siRNA敲落或CRISPR/Cas9敲除Hsp27，发现失去Hsp27后显著抑制病毒复制。我们发现p38/MAPK抑制剂SB203580抑制Hsp27的磷酸化，从而抑制EV-A71的复制。用siRNA敲落p38a或p38b，可在不同程度抑制Hsp27的磷酸化。 进一步研究证实Hsp27通过两种机制来影响病毒IRES活性，从而参与病毒复制调节。Hsp27促进病毒蛋白酶2A介导的eIF4G的切割；敲除Hsp27抑制hnRNP A1从细胞核向细胞质的易位,从而抑制hnRNP A1与IRES的结合。更重要的是，Hsp27的解离剂TDP显著的减缓了细胞病变效应并抑制EV71病毒复制。本研究揭示了Hsp27在EV71感染复制中的重要作用，为EV71感染的治疗提供了一个新的靶点。