Hedgehog信号通路在人呼吸道合胞病毒感染过程中作用机制研究

The human respiratory syncytial virus (hRSV) is the primary cause of acute respiratory infections (ARI) in up-to 2-year old infants worldwide. It is especially prevalent in China, affecting 50% of less-than 1-year old infants suffering with ARI, about 30% of them requiring hospitalization. It also causes severe infections to elderly and immuno-compromised with symptoms similar to those of the influenza H1N1 virus. Cyclopamine, a specific inhibitor of the sonic hedgehog pathway (ShhP) has been previously identified as a very potent inhibitor of hRSV infection in vitro and in vivo by our team through high-throughput chemical genetics screening. The ShhP, a well-studied pathway involved in cell self-renewal and development in embryos, is usually silenced in adult individuals. An abnormal over-expression of this pathway leads to the development of cancers and malignant tumors. The role of the ShhP in hRSV infection and the mode of action of cyclopamine remain unclear. The presented project aims to: 1) characterize the mechanism of ShhP involved in hRSV infection; 2) mechanism of action study of cyclopamine by selection and characterization of its resistance virus; 3) identify and characterize the resistance mutation and discover new drug target. This study will allow us to identify novel cellular target for hRSV drug discovery, and to contribute to the discovery of novel pathway of virus-host interaction.

人呼吸道合胞病毒（hRSV）是世界范围内导致2岁以下婴幼儿急性呼吸道感染的主要病原。目前hRSV感染宿主过程中仍有很多机制尚不清楚，因此研究hRSV病毒与宿主之间的相互作用，对于阐明病毒致病机理、疫苗设计和抗病毒药物开发均具有重要意义。在前期研究中，我们通过高通量化学遗传学筛选鉴定出一种Hedgehog信号通路特异性抑制剂——环巴胺在体外和体内可以高效抑制hRSV感染，在此基础上，我们将开展以下研究：1) 利用环巴胺作为工具化合物探讨Hedgehog信号通路在hRSV感染过程中的作用；2) 阐明环巴胺的抗病毒机理，筛选并鉴定耐药株；3) 研究耐药突变机制，发现新的抗病毒药物靶点。本研究的顺利进行将为hRSV的抗病毒药物设计提供新的靶点并为有效预防和治疗hRSV奠定理论基础。

人呼吸道合胞病毒（hRSV）是世界范围内导致2岁以下婴幼儿急性呼吸道感染的主要病原。目前hRSV感染宿主过程中仍有很多机制尚不清楚，因此研究hRSV病毒与宿主之间的相互作用，对于阐明病毒致病机理、疫苗设计和抗病毒药物开发均具有重要意义。我们通过高通量化学遗传学筛选鉴定出一种Hedgehog信号通路特异性抑制剂——环巴胺在体外和体内可以高效抑制hRSV感染，在此基础上，我们开展了以下三方面的研究：1) 利用环巴胺作为工具化合物探讨Hedgehog信号通路在hRSV感染过程中的作用；2) 阐明环巴胺的抗病毒机理，筛选并鉴定耐药株；3) 研究耐药突变机制，发现新的抗病毒药物靶点。通过研究我们发现环巴胺主要作用于病毒吸附后阶段，并且它的作用机制独立于Hedgehog信号通路(off-target)。环巴胺抑制病毒依赖于M2-1的RNA转录但不影响M2-1蛋白与P或RNA结合，M2-1蛋白R151K单突变可以引起环巴胺耐药性，证实M2-1蛋白可以成为一个新型的药物设计靶点，后期可以根据其结构理性设计新的抑制剂。本研究为hRSV的抗病毒药物设计提供了新的靶点并为有效预防和治疗hRSV奠定了理论基础。