马SAMHD1抑制马传染性贫血病毒复制的分子机制

Recent studies discovered the cellular SAMHD1 to be a myeloid-cell-specific HIV-1 restriction factor by inhibiting viral DNA synthesis. However, the Vpx proteins from HIV-2 and SIV induces proteasomal degradation of SAMHD1 to oppose their action. Equine infectious anemia virus (EIAV) is a macrophage-tropic lentivirus. There is little report about the interactivity of EIAV and innate restriction factors. Our primary study showed that SAMHD1 is also expressed on equine macrophages and induced in the antivirus action of IFN-γ against EIAV infection. Based on backgroud above and our own data, we propose to study the interaction mechanism between SAMHD1 and EIAV. We will assess the differences of inhibiting EIAV replication on U937 cells stably expressing equine SAMHD1 and their variants to reveal a critical domain of SAMHD1 for achieving postent retriction. We will also find out the viral antagonist to counteract SAMHD1 using the constructed viral like particles with S2 or dUTPase deletion. By doing this study, we will have more knowledge on the equine innate immunity against retroviral infection, and this research will provide a strong theoretical foundation and a valuable technology platform for the study of antiviral mechanism.

SAMHD1是最新发现的髓系细胞（巨噬细胞、树突状细胞）中特有的可限制 HIV-1 感染的宿主因子，而HIV-2和SIV因编码的Vpx蛋白可对抗SAMHD1的限制。马传染性贫血病毒（EIAV）是巨噬细胞嗜性的慢病毒，EIAV与宿主防御因子相互作用的研究鲜见报道。我们的前期研究发现马巨噬细胞也表达SAMHD1， IFN-γ可有效上调SAMHD1的表达，并能抑制病毒的复制。基于上述研究进展和工作基础，本项目以马SAMHD1为研究对象，分析马SAMHD1及其突变体与EIAV相互作用的分子机制；通过对已有感染性分子克隆进行基因改造，构建特定基因（S2、dUTPase）缺失的病毒粒子，研究病毒编码的蛋白与宿主防御因子之间的对抗机制，深入了解马天然免疫系统在对抗逆转录病毒感染方面的作用，为进一步开展抗病毒研究提供理论依据和技术平台。

SAMHD1作为新发现的抗病毒因子，是近年来分子生物学界和病毒学界研究的热点。SAMHD1通过水解细胞内的脱氧核苷三磷酸（dNTPs），抑制HIV-1病毒cDNA合成过程。不同种属SAMHD1作为髓样细胞表达的抗病毒因子，具有对逆转录病毒的种间限制作用，这一现象是动物与病毒长期斗争过程中进化的结果。病毒在宿主建立稳定感染，必须突破这些限制。本研究运用分子生物学、病毒学和免疫学方法，在体外开展了马SAMHD1天然免疫限制因子抗病毒活性研究，利用EIAV的感染性分子克隆进行基因改造，构建特定基因缺失的病毒样粒子，从而研究EIAV对抗SAMHD1的作用机制。本研究首次克隆了马天然免疫限制因子SAMHD1，证明了马SAMHD1具有广谱抗逆转录病毒作用，其机制是通过水解马单核细胞衍生的巨噬细胞内dNTPs来抑制EIAV和其它慢病毒的复制；马SAMHD1发挥抗病毒作用具有细胞特异性，通过HD功能域水解dNTPs发挥抗病毒作用；对于病毒而言，EIAV S2和dUTPase不参与对抗SAMHD1的过程，但不同毒株EIAV rev均能够降解马SAMHD1，rev对SAMHD1的降解作用呈剂量依赖性。本研究系统阐述了马SAMHD1抑制EIAV复制的分子机制，为深入探讨EIAV与宿主相互作用网络提供直接依据，也为抗逆转录病毒治疗、新药物研发提供新思路和新方法。