宿主膜联蛋白A2与伪狂犬病毒Us3蛋白互作及抗凋亡机制研究

Us3 protein kinase is a critical virulence factor of Pseudorabies virus (PRV) and conserves in all members of the Alphaherpesvirinae subfamily. It is involved in cytoskeletal rearrangement, the nuclear egress of viral capsids, the intercellular spread, antagonist apoptosis and interferon induced anti-viral response. The identification of Us3 substrates is directly connected to understanding Us3 functions and mechanisms. Here, we found an host protein annexin A2 (AnxA2) can interact with Us3, up or down-regulation of AnxA2 can affect the PRV replication. Furthermore, our studies suggest the AnxA2 shows an anti-apoptotic function. Based on these results, we will further identify the critical domain or amino acids associated with the interaction of AnxA2 and Us3, investigate the relationships of AnxA2 and Us3 during the apoptosis regulation and reveal the molecular mechanism of anti-apoptosis by AnxA2. Our studies would provide new evidence for the apoptosis regulation of alphaherpesvirus via hijacking the host protein. It also enrich the knowledge of cellular apoptosis pathway regulation.

Us3蛋白激酶是伪狂犬病毒（PRV）的一个重要毒力因子，存在于所有的α-疱疹病毒中。研究显示Us3参与细胞骨架重排、病毒粒子核输出、细胞间病毒传播、抑制细胞凋亡和干扰素抗病毒应答等多个生物学过程，鉴定新的和Us3互作的宿主蛋白对于认识其生物学功能具有重要意义。申请人研究发现膜联蛋白A2（Annexin A2，AnxA2）是一个新的可以和Us3互作的宿主蛋白，体外抑制或过表达AnxA2可以显著影响PRV增殖，且AnxA2表现出一定的抗细胞凋亡效应。本项目将在前期研究基础上，进一步鉴定AnxA2和Us3互作的关键结构域或氨基酸位点，阐明AnxA2和Us3在调控凋亡通路中的联系以及AnxA2负向调控细胞凋亡信号通路的分子机理。本项目的实施将为α-疱疹病毒劫持宿主蛋白调控细胞凋亡途径提供新的证据，也将加深我们对宿主细胞凋亡途径调控机制的认识。

伪狂犬病病毒（PRV）是危害我国养猪业的重要病原之一，最近的研究显示PRV在特定条件下具有跨种传播的风险，亟需深入开展PRV感染和致病机制的研究。Us3蛋白激酶是PRV的一个重要毒力因子，鉴定新的和Us3互作的宿主蛋白对于认识其生物学功能具有重要意义。本研究首先验证了Us3和宿主膜联蛋白A2（ANXA2）的互作，并确定了Us3的102-235 aa是互作的关键区域，进一步发现敲低和敲除ANXA2可以显著抑制PRV在3D4/21和PK-15细胞上的增殖，且ANXA2参与了PRV病毒粒子的释放，在分子机制层面，本研究发现过表达ANXA2可以显著抑制PRV感染和凋亡刺激剂诱导的细胞凋亡，相反，敲低ANXA2的表达显著促进了细胞凋亡的发生。此外，我们发现PRV感染会诱导ANXA2的细胞膜分布和胞外转运，PRV感染或Us3过表达可以诱导Tyr23 ANXA2和Tyr419 Src的磷酸化，并确定了PRV Us3蛋白、宿主Src和ANXA2三者的互作以及Us3具有增强Src和ANXA2互作的功能。在此基础上，本研究进一步评估了ANXA2和Src作为药物靶点的抗病毒效果，发现ANXA2抑制剂A2ti-1和Src抑制剂PP2可显著抑制PRV在细胞上的增殖，在小鼠体内具有明显的抗PRV感染的效应。本研究首次揭示了ANXA2具有负调控细胞凋亡的作用，阐明了PRV Us3通过诱导Src和ANXA2的磷酸化调控ANXA2胞外转运的分子机制，加深了我们对α-疱疹病毒与宿主细胞互作层面的理解，挖掘出ANXA2和Src作为抗α-疱疹病毒感染的潜在药物靶点的应用价值。