马立克氏病病毒调控DNA损伤应答通路的分子机理

Marek's disease (MD), a herpesvirus-induced contagious tumor disease in chicken, is one of the most economically important diseases of poultry industry worldwide. But to date, the molecular mechanism by which Marek's disease virus (MDV) induces tumorigenesis is unclear. Recent studies found that almost all human oncogenic viruses target a common signaling pathway, the DNA damage response (DDR) pathway. This indicates that the DDR pathway may play an essential role in virus-induced tumor formation. Therefore, here we propose to study the mechanism by which MDV regulates its host DDR pathway. Specifically, we will demonstrate the host DDR occurring upon MDV infection. In addition, we will identify and characterize the viral genes involved in the DDR regulation by utilizing the RNA-seq experiments. Moreover, we will uncover the molecular basis by which viral proteins regulate the host DDR pathway. Finally, we will examine the effect of the host DDR on the efficacy of MDV infection. This study will provide important clues for identifying novel diagnostic markers and anti-virus targets, and will serve as a valuable model for studying the role of DDR pathway in virus-induced human cancers.

马立克氏病（MD）是由疱疹病毒引起的鸡的一种传染性肿瘤病，是养禽业重点控制的疫病之一。至今，马立克氏病病毒（MDV）的致瘤分子机理尚不清楚。近年来，研究发现DNA损伤应答（DDR）信号通路几乎是所有人类致瘤病毒的共同作用靶点。这一现象表明，DDR在病毒感染致瘤过程中起关键作用。因此，本项目拟深入研究MDV对DDR通路的调控机制，包括证实MDV感染对宿主细胞DDR通路的调节作用，应用全RNA测序（RNA-seq）的方法鉴定参与这一调节的病毒基因，阐明MDV病毒蛋白调节宿主细胞DDR的分子机理，并研究宿主细胞DDR对病毒感染效率的影响。该研究能够为发现MD新的诊断标志物和抗病毒靶点提供理论依据，并为研究病毒引起的人类肿瘤提供动物模型。

本研究目标是证实MDV感染对宿主细胞DDR通路的调节作用以及后者对病毒感染的影响，确定被MDV感染调节的具体DDR通路及调节机理，发现参与调节的病毒基因。在研究中，我们成功制备了DDR标志物p53和p21的多抗，证明了MDV感染CEF细胞能够引起DNA损伤以及p53和p21蛋白水平的上升；发现抑制ATR通路能促进，而激活ATR通路能抑制MDV感染；发现并证明了MDV感染能够在早期升高Chk1磷酸化，但是在后期通过激活STAT3通路抑制Chk1的磷酸化，从而拮抗ATR通路对病毒感染的抑制作用。然后，我们初步探索了MDV感染对ROS的调节以及后者对DDR和MDV感染的影响：发现MDV感染引起CEF细胞内产生ROS；抑制ROS的产生能够抑制STAT3的磷酸化而上调Chk1的磷酸化水平，从而抑制MDV感染。同时，我们总结分析了可能调节宿主DDR的多个病毒基因，包括核蛋白（UL3和UL4）、病毒复制相关基因（UL42、UL5和UL52）、立即早期基因ICP22、US3以及病毒主要致瘤基因Meq和pp38，进行克隆和表达，并积极探索了这些病毒蛋白对宿主细胞DDR的调节作用，但是仅初步证明了Meq对鸡p21基因的表达的转录调节作用，Meq以及其它病毒基因对宿主DDR的调节作用有待进一步深入研究；在研究中，我们成功制备了首个能够识别所有Meq亚型以及内源性Meq的多抗与单抗，为后期的研究奠定了重要基础。此外，我们证明了DEC1通过转录调节其靶基因Clusterin从而调节DNA损伤引起的细胞死亡，为进一步研究MDV是否通过调节DEC1影响宿主细胞DDR或诱导细胞转化致瘤提供了理论参考依据。最后，我们用RT-PCR和PCR方法首次分析鉴定了MDV感染丹顶鹤引起肿瘤的病例，该发现改变了我们对MDV感染谱的认识并对MDV在野外传播的可能路径提供了新思路。研究内容共发表了6篇中文核心期刊论文，1篇英文综述， 2篇SCI论文，还有1篇论文投稿Journal of Virology（返修审稿中），培养了3名硕士研究生和 1名博士研究生毕业，项目参与人员参加国际会议2次，国内会议3次，达到了预定的技术指标和数量指标。