细胞自噬在B组柯萨奇病毒致心肌损伤与重构中的作用

Coxsackievirus B (CVB) is the major pathogen of viral carditis and dilated cardiomyopathy. Presently no effective therapy against the CVB infection is available. CVB can induce autophagagosome formation. Autophagy in the dilated cardiomyopathy tissues is upregulated. However, the role of autphagy in the myocardial pathogenesis of CVB is unknown. Our previous study found that CVB could induce autophagosome formation and cause abberations in the infected cardiac myocytes and fibroblasts. Therefore, we hypothesized that the autophagy induced by CVB infection could be one of the critical mechanisms for myocardial injury and remodeling in the CVB-related heart diseases. To study the interactions between CVB infection, autophagy, and myocardial injury and remodeling, three aspects will be investigated: (1) To verify the in vitro pathogenic effects of the CVB-triggered autophagy in cardiac myocytes and fibroblasts; (2) To observe the in vivo effects of cardiac myocyte injury, extracellular matrix remodeling, and myocardial fibrosis caused by the CVB-triggered autophagy. To clarify the impact of autophagy in the CVB-related myocardial injury and remodeling by comparing the pathogenic consequences of the autophagic 2BC protein and non-autophagic 2BC variant of CVB in myocardial cells and tissues; (3) To elucidate the regulatory effects of the CVB infection-related signaling pathways on exacerbating myocardial injury and remodeling by promoting autophagosome formation. This study may reveal an important mechanism of CVB infection-related myocardial diseases, and provide new molecular targets for developing drugs against the CVB infection.

B组柯萨奇病毒（CVB）是病毒性心肌炎、扩张型心肌病的主要病原，尚无药物防治。CVB可诱导细胞自噬，扩张型心肌病组织细胞自噬上调，但细胞自噬在CVB致心肌疾病中的作用不明。我们前期发现CVB可诱导心肌细胞、心肌成纤维细胞自噬并导致损伤，推测CVB诱导心肌的细胞自噬是其致心肌损伤与重构的重要分子机制。项目从三方面明确CVB感染-细胞自噬-心肌损伤与重构的关系：①细胞实验确定CVB通过细胞自噬致心肌细胞、心肌成纤维细胞损伤的作用；②动物实验观察CVB通过细胞自噬致心肌细胞损伤、细胞外基质重构和心肌纤维化的作用。对比可诱导自噬的CVB 2BC蛋白和不诱导自噬的2BC变异体对心肌的细胞损伤的差异，明确细胞自噬机制在CVB致心肌损伤与重构中的贡献；③明确CVB相关信号转导通路促进细胞自噬加剧心肌损伤与重构的调控作用。本项目可能揭示CVB致心肌疾病的一个重要机制，为抗CVB药物研发提供新的分子靶点。

B组柯萨奇病毒（CVB）是病毒性心肌炎、扩张型心肌病的主要病原，尚无药物防治。CVB可诱导细胞自噬，但CVB诱导自噬的机制以及自噬在CVB致心肌疾病的作用不明。本项目在CVB诱导自噬对心肌损伤及相关致病机制取得一些研究成果，超额完成了项目设定的研究目标：（1）证实CVB可在体外和体内诱导心肌细胞、心肌成纤维细胞发生自噬。自噬可直接损伤心肌的细胞，诱导炎症反应，是CVB致心肌病变的重要机制之一。（2）证实CVB的2B和3A是诱发自噬的关键蛋白，阐明3A触发自噬的分子机制，找到2B的自噬基序。关于3A诱导自噬的机制，首次发现3A通过疏水基序与ANXA2结合而锚定于溶酶体，通过结合RagC而干扰溶酶体膜营养感应器（LYNUS），抑制mTORC1，使TFEB转录因子去磷酸化和入核，进而启动自噬相关基因表达，触发细胞自噬事件，这是国际首次阐明肠道病毒诱导自噬的分子机制。（3）本项目还取得一系列相关研究成果：①CVB可激活Caspase 1途径诱导焦亡（pyroptosis）发生，上调炎症反应。②CVB可诱导细胞产生应激颗粒，2A蛋白酶在此过程起关键作用。③建立了基于互补生物发光技术的CVB检测的分子影像方法。④证实PDTC和姜黄素有抗CVB作用，其机制与抑制泛素—蛋白酶体有关。⑤证实miR-10a*可促进CVB复制，可能与其心肌嗜性有关，是国际首次证实miRNA星链具有上调靶基因表达的作用。⑥CVB的VP1蛋白有核定位信号，可特异性入核并影响宿主细胞功能。.本项目揭示了CVB致心肌疾病的多个重要机制，为药物研发提供新靶点。项目发表论文27篇，其中标注论文17篇（10篇为SCI索引）。总影响因子57.028（标注论文33.496），单篇最高9.2；国际会议做报告8次。获国家发明专利3项；培养博士生3名，硕士生5名。获教育部2016年度高等学校科学研究成果奖自然科学奖二等奖1项。