Vimentin在柯萨奇病毒B3持续性感染神经细胞中的作用

Coxsackievirus B3 (CVB3) persistent infection of the central nervous system is one of the important reasons which caused the nervous system-related diseases. Study on mechanism of CVB3 persistent infection in nerve cells will hel us to reveal the pathogenesis of CVB3 caused neurological disorders. Vimentin protein in host cells play an important role in viral infection and cell survival. Previersly, we established a persistent infection cell model for CVB3 virus. And screened differentially expressed proteins by proteomic analysis. And then we found that vimentin can significantly affect CVB3 persistent infection. Based on this early experimental data, the project will study the mechanism of upregulated vimentin expression in CVB3 persistent in infected nerve cells. And the methods such as overexpression and gene knock-down will be used to the effects of vimentin on viral replication and cell survival signaling pathways during CVB3 persisitent infection. Finally, we will study the impact of vimentin on CVB3 pathogenicity in mice. The results will reveal the role of vimentin in CVB3 persistent infected nerve cells, and add further understanding of mechanisms of CVB3 caused neuropathic response. Furthermore,it will provide a theoretical basis for the development of new drugs against enteroviruses.

柯萨奇病毒B3型（CVB3）持续性感染中枢神经系统是其所致神经系统疾病的重要原因。研究CVB3病毒在神经细胞上持续性感染的机制将有助于揭示CVB3引起神经系统疾病的发病机理。细胞蛋白Vimentin在病毒感染和细胞存活等效应中扮演重要角色。我们前期建立了CVB3病毒持续性感染神经胶质细胞的模型，并对感染后差异性表达蛋白进行蛋白质组学分析筛选。发现vimentin可以显著影响CVB3持续性感染。在前期基础上，本项目将研究vimentin在CVB3持续性神经感染细胞中上调表达的机制。并研究CVB3感染过程中vimentin对病毒复制和细胞存活相关信号通路的影响。最终在CVB3小鼠感染模型上验证vimentin对CVB3致病性的影响。研究结果将揭示vimentin 在CVB3持续性感染神经细胞中的作用，进一步补充对CVB3引起慢性神经病理反应机制的了解，并为研发新的抗肠道病毒药物提供理论基础。

肠道病毒可以感染中枢神经组织并引起相关疾病。目前，对于肠道病毒特异性感染神经细胞的机制知之甚少。我们在已建立的柯萨奇病毒B3（CVB3）持续性感染神经胶质细胞的模型上，通过蛋白质组学分析筛选发现中间纤维蛋白vimentin可以显著影响CVB3持续性感染。已有研究发现vimentin在病毒感染和细胞存活等效应中扮演重要角色。我们推测：作为一种重要的细胞内中间纤维蛋白，vimentin在CVB3 等肠道病毒感染复制过程中发挥重要作用。在本项目中，我们发现CVB3病毒感染会影响细胞内vimentin的表达。进一步通过免疫荧光和免疫电镜的方法，发现vimentin围绕着病毒组分呈“笼状分布”。并且我们通过构建GFP-Vimentin的稳定表达细胞系，在其中观察到CVB3病毒感染后引起了vimentin的重构，初步证明了vimentin的上调表达和特定分布与病毒感染相关。此外，我们还利用免疫沉淀的筛选并鉴定到与vimentin相互作用的病毒蛋白VP1和3D。这些说明vimentin 可能直接参与影响了病毒的感染复制。为进一步研究vimentin在病毒感染过程中的具体功能，我们对CVB3易感细胞系RD细胞进行vimentin敲除。通过在野生型细胞和Vimentin敲除细胞中进行生长曲线测定、病毒吸附实验、细胞内病毒RNA测定、病毒释放水平分析、病毒复制子分析和vimentin基因的敲除-回补实验，我们初步确定了vimentin参与影响CVB3病毒RNA的翻译过程。本项目首次证实了vimentin蛋白在肠道病毒复制过程中会形成“笼状分布”，并且证明vimentin会与病毒RNA相互作用而影响病毒蛋白的翻译。项目研究结果为揭示vimentin 在肠道病毒感染神经细胞中的作用提供了可靠数据，确认了中间纤维蛋白vimentin在病毒感染细胞过程中的作用，并将为研发新的抗肠道病毒药物提供理论基础。