细胞自噬与禽类天然免疫的相互作用及其对NDV感染的调控机制

Autophagy in an evolutionally conserved process of intracellular membranes translocation, through which intracellular elements were transported to lysosome for degradation. Host innate immune system is the first line of defence which functions on withstanding virus infecion. More and more evidences indicate that autophage functions on the control of virus infection by regulating the innate imunity in mammalians. Up to date, no such study has been down in poultry. Our previous studies showed that infection of Newcastle Disease virus (NDV) induced autophagy and innate immunity in DF-cells. This study includes: 1)investigate the function of autophagy on poultry innate immunity using autophagy agonist/inhibitor or siRNA technique. 2)investigate the regulation of RIG-I gene on the autophagy levels using RIG-I Knockdown human cells or RIG-I Knockin DF-1 cells. 3) idetify the NDV protein(s) which function on the autophage and innate immunity. This study will uncover the mechanism of cross-talking between autophagy and poultry innate immunity and their function on the innate immunity to NDV infections.

自噬（Autophagy）是生物进化学上保守的一种细胞内膜运输的过程，是细胞内物质成分转运至溶酶体被降解过程的统称。宿主的天然免疫系统是机体与生俱来抵抗病毒感染的第一道防线。研究表明，自噬能够通过调控哺乳动物的先天性免疫发挥其对病毒感染的调控，但是对禽类的相关研究未见报道。我们前期研究表明新城疫病毒（NDV）感染DF-1细胞能诱导自噬和先天性免疫反应。本研究将对两者的相互作用及其对NDV感染的调控进行研究，旨在阐明先天性免疫系统抑制NDV复制的机理。内容包括：1）用不同种类的细胞进行自噬促进/阻断药物处理或对自噬基因进行干扰/敲除处理后感染NDV，研究细胞自噬的变化对NDV诱导产生先天性免疫的影响。2）将不同细胞进行RIG-I基因的Knockdown或Knockin，研究其对自噬的反馈调节作用。3）利用蛋白互作技术鉴定与自噬和天然免疫相关的NDV结构蛋白。该研究填补了国内外相关研究的空白。

作为对养禽类危害重大的病毒，新城疫病毒（NDV）能够特异性在禽细胞和肿瘤细胞中复制，但在正常细胞中不能有效复制，深入揭示NDV复制机理对抗病毒和抗肿瘤疗法都具有重要意义。细胞自噬被证明参与多种病毒的复制过程，但自噬如何参与NDV复制过程还未有深入研究。本项目主要对以下内容进行研究：1、对NDV诱导细胞自噬的机制以及在禽细胞和组织中如何调控自噬进行解析，证实了NDV感染鸡细胞和组织中能够诱导细胞自噬，自噬对NDV的复制发挥正向调控作用。2、对参与诱导细胞自噬的NDV病毒成分进行筛选，证实NDV的NP和P蛋白通过内质网应激途径诱导PERK和ATF6介导的UPR，并诱导下游细胞自噬的形成。3、对NDV如何诱导线粒体自噬机制进行解析，证实NDV感染能够造成线粒体的损伤，引起线粒体融合与分裂稳态的变化，进一步诱导线粒体自噬。Parkin-Pink-P62信号通路参与到调控NDV诱导的完全线粒体自噬过程中，由此提出一种NDV抑制宿主细胞先天性免疫的新机制，即NDV诱导的自噬通过吞噬线粒体以及线粒体相关抗病毒蛋白，抑制其介导的先天性免疫，促进病毒复制。4、进一步探索细胞自噬如何参与先天性免疫信号通路，结果显示模式识别受体TLR3参与了细胞自噬的形成，具体机制是TLR3下游接头蛋白TRIF能够通过与细胞自噬关键蛋白Beclin-1的互作竞争性抑制Bcl-2与Beclin-1的互作，从而促进细胞自噬。关键数据：1、发表SCI论文7篇，中文核心期刊论文6篇。其中5分以上文章2篇（Journal of Immunology和Scientific Report），另有2篇发表于病毒学权威杂志Journal of Virology和Virology；2、培养博士研究生三名，硕士研究生三名；3、深入研究NDV研究自噬种类，机制以及对病毒复制的影响，为NDV防控以及研究其他病毒与自噬关系提供理论基础。4、证实TLR3下游接头蛋白TRIF参与细胞自噬，证实细胞自噬与先天性免疫通路之间的crosstalk。