EV71病毒劫持P53蛋白诱导细胞周期阻滞来促进病毒复制的机制研究

Enterovirus 71 (EV71) is a kind of enterovirus, which causes major outbreaks of hand, foot, and mouth disease (HFMD), most frequently affecting children. EV71 virus leads to neurological symptoms which are the reason of death of infected children. Currently, no effective vaccine or specific clinical therapy is available against EV71. EV71 virus replicates abundantly in infected children, which directly leads to the appearance of clinical symptoms. Therefore clarify the mechanism of virus replication is so urgent to us. In previous study, many important mechanisms of EV71 replication is showed to us, but there is no the report about EV71 virus disturbing the host cell cycle to facilitate their own replication. In our study, we find that EV71 virus induces G0/G1 cell cycle arrest, and P53 expression is up-regulated after EV71 infection, in P53 mutant cell there is no cell cycle arrest and virus replication after EV71 infection,but the detailed mechanism is not clear. Therefore in this study we will investigate that whether G0/G1 cell cycle arrest is necessary to virus replication; what is the role of P53 in cell cycle arrest and virus replication after EV71 infection; and what is the interaction of between P53 and non-structural protein of EV71. Further clarify the mechanism of EV71 replication, which is important for medicine development and clinical treatment of EV71 infection.

手足口病是一种全球流行性婴幼儿传染病，临床症状为手、足、口腔等部位的疱疹，少数患儿因并发神经系统症状而死亡。近年来在中国频频大规模爆发，由于对手足口病致病机制了解甚少，目前尚无有效的预防和治疗措施。人肠道病毒71型（EV71）是引起手足口病的主要病原之一，其在患儿体内大量复制扩增是患儿出现各种临床症状的直接原因，所以从多角度全面阐明EV71病毒复制机制更为紧迫。我们首次发现EV71病毒诱导宿主细胞G0/G1期阻滞，并上调P53蛋白表达，但其对病毒复制的影响需进一步研究。本课题将通过分子生物学手段，进一步阐明G0/G1期阻滞影响病毒复制的分子机制，P53蛋白参与EV71病毒诱导周期阻滞和促进病毒复制的机制以及病毒非结构蛋白与P53蛋白的相互作用机制。P53蛋白、细胞周期阻滞与病毒复制三者关系的阐明，将进一步完善EV71病毒致病机理，为药物研发和临床治疗提供理论依据。

EV71(enterovirus 71 )病毒是一种肠道病毒，可导致5岁以下儿童患有手足口病。近年来其传染率和死亡率很高。我们对其致病机制进行了深入研究，现简述如下：.1． 手足口病病毒EV71感染诱导宿主细胞S期阻滞具有普遍性.研究发现EV71感染可以诱导人横纹肌肉瘤RD细胞S期周期阻滞。在人胶质细胞瘤A172和非洲绿猴肾细胞Vero中同样重复出这个结果。我们接种另一个手足口病病原体CA16来重复细胞周期实验，确定CA16病毒同样诱导S期周期阻滞作用。 所以手足口病病毒感染诱导宿主细胞S期阻滞具有普遍性。 .2．S期细胞周期阻滞促进病毒复制.为了阐明其作用，利用无血清处理、Thymidine处理、Nocodozole处理这三种处理方式分别同步化细胞到G0/G1期、S期、G2/M期，然后与正常对照组比较，确定不同周期状态对病毒产生的影响。我们研究发现细胞同步化到S期后会促进病毒的生成，而同步化到G0/G1期和G2/M期后则抑制病毒生成。这为我们从细胞周期角度开发药物奠定了坚实的基础。.3．EV71病毒调控并修饰了宿主S期相关蛋白.CyclinA2、cyclinE1、CDK2蛋白是S期周期相关蛋白，研究发现EV71病毒感染降低了CyclinA2的表达，增加CyclinE1的表达，并促进CDK2激酶的磷酸化，进一步实验证明CDK2磷酸化发生在CDK2 的T160的位置上。这阐明了EV71病毒诱导细胞周期阻滞的原因，揭示了病毒与宿主相互作用机制，也为药物开发提供了靶点。.4．EV71病毒非结构蛋白3D负责S期阻滞.为了进一步阐明病毒与宿主相互作用关系，转染EV71病毒的非结构蛋白来观察其对细胞周期的影响，最终确定非结构蛋白3D诱导S期周期阻滞。3D蛋白是RNA依赖的RNA聚合酶，是病毒复制过程中重要的病毒因子，本研究确定了3D蛋白新的功能，为以3D为靶点开发药物奠定了基础。.5. 中药单体化合物大黄素具有抗手足口病病毒EV71的效果.中药单体化合物大黄素能干扰EV71病毒诱导的周期阻滞进而具有抗EV71病毒的作用，但黄芪甲苷和青黄素不具有这种作用而无抗病毒作用。.所以本课题从细胞周期角度阐明了病毒和宿主相互作用关系，进一步完善了手足口病病毒EV71的致病机制，为药物开发和临床治疗提供了靶点。