固有免疫受体NLRX1和NLRC3负向调控STING相关信号通路在汉滩病毒感染免疫逃逸中的作用及机制研究

NLRX1 and NLRC3 are different from the traditional innate immune receptor molecules that through the binding of ligand and receptor to induce immune response, but through the negative regulation of intracellular inflammatory and anti-viral responses in immune cells to maintain the balance of the immune system. Hantaan virus is the pathogen of hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS). China is the world's most serious HFRS epidemic country. Hantaan virus can infect host cells by escaping host innate immune response and then trigger the immune pathological damage.At present, the mechanism of negative regulatory to Hantaan virus is not clear. Based on the previous study, according to the profile sequencing and cell experiments data, we will use Hantaan virus susceptible cell lines and Nlrx1, Nlrc3 gene knockout mice, and clinical blood specimens to identify the function of NLRX1、NLRC3 and STING in the immune escape of HTNV infection.

固有免疫受体NLR家族分子NLRX1和NLRC3不同于传统意义上的免疫受体分子通过配体受体结合诱导机体免疫反应，而是通过负向调控细胞内的炎症反应和抗病毒反应，维持免疫系统的平衡。汉滩病毒可引起肾综合征出血热（HFRS），我国是世界上HFRS疫情最严重的国家。汉滩病毒入侵机体后可通过逃逸宿主固有免疫应答建立对宿主细胞的感染，继而引发机体的免疫病理损伤而致病。目前固有免疫负向调节分子对汉滩病毒的作用机制尚不明确，国内在这一领域的研究尚属空白。本课题拟在前期研究基础上，根据基因表达谱测序以及细胞水平实验结果，通过汉滩病毒易感细胞系体外实验和Nlrx1、Nlrc3基因敲除小鼠体内实验，以及HFRS患者血液的检测等三个方面明确NLRX1和NLRC3在汉滩病毒感染所致的免疫逃逸过程中对STING为主导的固有免疫应答通路的负性调控作用，揭示在汉滩病毒感染早期I型干扰素表达抑制而发生免疫逃逸的分子机制。

固有免疫受体NLR家族分子NLRX1和NLRC3是通过负向调控细胞内的炎症反应和抗病毒反应，维持免疫系统的平衡。本课题通过汉滩病毒易感细胞系体外实验和Nlrx1、Nlrc3基因敲除小鼠体内实验，以及HFRS患者血液的检测等三个方面明确NLRX1和NLRC3在汉滩病毒感染所致的免疫逃逸过程中固有免疫应答通路的负性调控作用。研究结果表明：固有免疫NLRX1分子定位于线粒体，免疫电镜研究显示，NLRX1可定位于线粒体外膜上； NLRX1过表达可以促进HTNV的复制，NLRX1可以通过抑制STING 和TBK1的结合，抑制HTNV感染早期IFN-I的产生，NLRX1可以抑制线粒体氧化磷酸化；NLRX1在HTNV感染内皮细胞后增强OXPHOS和糖酵解，以促进病毒复制；HTNV 复制依赖线粒体氧化磷酸化，HTNV 复制能够引起线粒体生物合成增强；HTNV感染诱导NLRX1与线粒体蛋白FASTKD5结合，以促进线粒体呼吸复合物成分的表达; HTNV 通过活化蛋白激酶 AKT，提高其 ser473 位点磷酸化水平，促使活化的 pAKT-ser473 从胞质转位至线粒体，进而提高线粒体生物合成及OXPHOS 功能，使用 PI3K-AKT 抑制剂 BEZ235 能够抑制这一效应，同时抑制 HTNV 在细胞内复制。核基因编码的线粒体蛋白 PNPT 可能是 HTNV 感染后转位至线粒体的pAKT-ser473 的下游底物之一。固有免疫NLRC3分子在淋巴细胞中表达最高，HTNV感染T细胞后，NLRC3表达升高。发现HTNV可以感染CD8+ T细胞这一新现象，进行NLRC3及T细胞相关受体在HTNV感染过程中的机制研究，并进一步寻找HTNV入侵CD8+ T细胞的潜在受体，深入研究被HTNV感染的CD8+ T细胞如何行使其功能及其与HFRS疾病的相关性。Nlrc3基因敲除小鼠在HTNV感染后，Nlrc3基因敲除小鼠在接种病毒后体重轻度下降，其肾脏肾小管弥漫性扩张，肾髓质毛细血管出血；脾脏中出现大量髓外造血灶，肝脏中肝细胞水肿、变性、坏死；血小板数量下降，白细胞数量减少，同时伴有肝肾功能损伤。综上所述，Nlrc3基因敲除小鼠在感染HTNV后表现出类似于HFRS疾病的特征和病变，因此可为研究HFRS疾病药物的筛选和疫苗疗效评价提供了一个新的动物模型。