炎症小体NLRP3参与禽偏肺病毒致病的分子机制

Avian metapneumovirus (aMPV) infection is an important poultry respiratory disease, which results in severe economic loss to the poultry industry, but its mechanism of pathogenesis is still poor understood. Recently, we isolated and characterized a subgroup C aMPV strain from chickens with respiratory symptom, and found that infiltration of inflammatory cells into lung tissues and high production of proinflammatory cytokines IL-1beta and IL-18 after aMPV infection. We also found the mitochondrial dysfunction and autophagosome formation in aMPV-infected cells by transmission electron microscopic (TEM) observation. IL-1beta and IL-18 are key effectors during inflammasome NLRP3 activation, and the mitochondrial dysfunction and autophagosome play central roles in inflammasome activation. Thus, we speculate that aMPV-induced inflammasome may contribute to viral pathogensis via high production of proinflammatory cytokines. This project is to intend to study: (1) a role of aMPV-induced NLRP3 activation in the viral replication and infection in vivo and vitro, (2) involvement of mitochondria dysfunction and autophagy activation in aMPV-induced NLRP3 activation, and (3) determination of certain domains or motifs in viral proteins which interact with the inflammasome related proteins, which facilitate to reveal the deep molecular mechanism of viral infection and pathogenesis by regulation of aMPV-induced inflammasome NLRP3 activation.

禽偏肺病毒（aMPV）感染是由aMPV引起的一种重要家禽呼吸道疾病，给养禽业造成严重经济损失，但其致病机制尚不清楚。我们从有呼吸道症状病鸡组织分离和鉴定出一株C型aMPV，发现其感染促进肺组织炎性细胞浸润，促炎因子IL-1beta和IL-18大量产生；电镜观察发现感染细胞线粒体肿胀、大量自噬体产生。IL-1beta和IL-18是炎症小体NLRP3的主要效应分子，线粒体通路和细胞自噬在炎症小体活化中起重要作用，因此推测aMPV感染可能通过活化炎症小体产生促炎因子表达参与禽偏肺病毒感染的致病过程。本项目拟研究：（1）禽偏肺病毒感染在体内和体外激活NLRP3及其对病毒复制与感染的影响，（2）分析病毒感染激活线粒体通路和细胞自噬如何参与NLRP3活化，（3）定位与炎症小体相关蛋白互作的病毒编码蛋白及其结构域。通过体内和体外深入解析禽偏肺病毒感染诱导NLRP3参与病毒致病的分子机制。

禽偏肺病毒(Avian metapneumovirus，aMPV)是一种世界范围内分布的禽类重要病原，主要引起火鸡和鸡的上呼吸道系统疾病，2012年鸡C型禽偏肺病毒首次在中国发现后，严重威胁着家禽养殖。但是对于该病的致病机制尚不清楚。本项目完成内容：1、研究鸡C型禽偏肺病毒感染对细胞凋亡的调控机制，发现病毒感染引起明显的细胞和小鼠组织细胞的凋亡，且caspase-8和caspase-9在细胞凋亡中发挥了重要的作用。2、研究aMPV/C激活炎症小体的机制，发现病毒感染引起肺组织炎性损伤，激活NLRP3小体以及炎症细胞因子表达，提示参与病理损伤。 3、研究aMPV/C感染降低干扰素表达的机制，发现病毒P蛋白能够通过STING通路抑制干扰素表达。4、研究aMPV/C诱导细胞自噬的分子机制，发现aMPV/C能够诱导细胞自噬，且细胞自噬有利于病毒复制，病毒具有通过调控UPR的ATF6通路介导细胞自噬的特点。5、研究aMPV/C与副鸡禽杆菌Apg的相互作用，证实混合感染比单独感染引起更为严重的病变，以及病毒感染能够通过降低细胞和体液免疫，调节细胞因子等多方面干扰鸡免疫系统，使得Apg更易感。6、研制禽偏肺病毒分型检测试剂盒，摸索条件，建立RT-PCR检测方法，将装配的试剂盒用于实验室和临床检测，结果显示其具有良好的特异性、敏感性和稳定性，有较好的应用前景。本课题的研究为进一步解析C型禽偏肺病毒对宿主细胞的分子致病机理，设计抗病毒新策略以及综合防控提供了重要的科学依据。本课题发表影响因子大于10的第一标注SCI论文1篇，获得专利授权2个。