IFITMs限制病毒进入的分子机制及其免疫调控研究

Host cells have evolved many intracellular antiviral proteins that can interfere with the viral life cycle, i.e., host restriction factors (HRFs). Innate immunity mediated by HRFs is a key and hot field in current research. Interferon-induced transmembrane proteins (IFITMs) are the only HRF reported can inhibit virus enter into cells previously. Since the first article about antiviral effect of IFITMs was illustrated in "Cell" in 2009, the potential inhibition of IFITMs has been reported at least 20 kinds of virus in 10 families. However, its antiviral mechanism is still unclear. This study intends to screen and identify IFITMs interaction proteins as well as demonstrate its antiviral mechanism and immunoregulation using H7N9 subtype influenza virus and vaccinia virus as a starting point. Many techniques and methods will be utilized in the experiment such as co-immunoprecipitation technology and mass spectrometric analysis (IP-MS), real-time quantitative polymerase chain reaction (qPCR), laser scanning confocal microscope (LSCM), flow cytometry (FCM), gain of function, loss of function, and so on. Through the above research, we hope that some new molecules interacted with IFITMs were found and identified, its antiviral signaling pathways is revealed, too. This work will lay good theoretical foundations for further clinical application of IFITMs.

机体在与病毒长期的斗争实践中，宿主体内进化出了许多可以干扰病毒生命周期的细胞内抗病毒蛋白，即宿主限制因子（HRFs），通过HRFs介导的天然免疫是当前研究的重点和热点。干扰素诱导的跨膜蛋白（IFITMs）是目前发现的唯一一类可以抑制病毒进入的HRFs，该类分子的抗病毒作用自2009年《Cell》首次报道以来，目前已发现其至少对10个科20多种病毒的进入具有抑制作用，但其抗病毒机制尚不明晰。本研究拟以H7N9亚型禽流感假型病毒、痘苗病毒为切入点，通过建立病毒感染细胞模型，综合利用免疫沉淀-质谱、定量PCR、激光共聚焦、流式细胞术以及gain of funtion和loss of function等技术和方法，筛选鉴定IFITMs互作蛋白，开展其抗病毒进入的分子机制及其免疫调控研究，以期发现新的IFITMs作用分子，揭示其抗病毒信号通路，从而为该类分子的进一步临床应用奠定坚实理论基础。

干扰素诱导的跨膜蛋白（IFITMs）作为目前发现的唯一一类可以抑制病毒进入的宿主限制因子（HRFs），自2009年《Cell》首次报道以来，目前已发现其至少对10个科20多种病毒的进入具有抑制作用，但其抗病毒机制尚不明晰。本研究以痘苗病毒、禽流感病毒为切入点，通过构建表达绿色荧光蛋白的痘苗病毒（VACV）以及制备H7N9亚型、H5N1亚型禽流感（AIV）假型病毒，基于建立的IFITM3过表达或敲低细胞模型，综合利用免疫沉淀-质谱、定量PCR、激光共聚焦显微镜、流式细胞术以及gain of funtion和loss of function等技术和方法，系统开展并证明了IFITM3对VACV及AIV的抑制作用，并阐述了相关作用机制与分子机制，揭示了IFITM3在干扰素介导的天然免疫中的重要作用及其机制；通过IP-MS筛选到65个可能与IFITM3具有相互作用的宿主蛋白；利用CRISPR/Cas基因编辑技术，制备了IFITM3 knock in与knock out小鼠模型；同时，也构建了表达IFITM3的重组腺病毒rAd-IFITM3。其中在IFITM3抗痘苗病毒（VACV）研究、IFITM3与流感病毒HA相互关系研究、重组IFITM3腺病毒构建以及IFITM3 knock in小鼠模型构建等方面均为原创性研究，为正解认识和解析IFITMs抗病毒机制及推进该分子临床应用提供了科学依据。相关研究成果已发表论文16篇，其中SCI收录6篇；申报发明专利1项。