IFNγ诱导的溶酶体巯基还原酶抑制包膜病毒感染侵入分子机制研究

Interferon-stimulated genes(ISGs) play pivotal roles in antiviral innate immunity. Many antiviral ISGs have been identified, although the majority of them target the post-entry stage in virus replication. In the effort to investigate ISG (eg. IFITM) inhibiting viral entry, our recent work published in PNAS has developed a panel of pseudotyped viral systems to explore ISG function. Together with ISG inducible expression system, we currently find that GILT, a Gamma-interferon-inducible lysosomal thiol reductase, is another lysosome associated ISG, which can inhibit viral entry of SARS-CoV, Ebola virus and Lassa virus. Concerning that these viruses infect their host cells via lysosome membrane fusion with virus envelop, we thus proposed that GILT is a novel ISG specifically inhibiting enveloped virus entry in lysosome. In this study, we are going to reveal GILT antiviral activity, survey the profile of virus susceptible to GILT inhibition, elucidate the molecular mechanism of how GILT inhibit viral entry. Our work would disclose novel mechanism of how innate immunity control viral entry and expand our knowledge in development of novel antiviral therapeutics.

干扰素刺激基因（ISG）在抗病毒固有免疫发挥关键作用。 目前已发现多种抗病毒ISG，其作用靶点多位于病毒侵入后阶段（post-entry）。申请人在研究IFITM抑制病毒侵入的基础上（PNAS，2014），利用多种ISG诱导表达细胞模型及假病毒感染系统，寻找新的抗高致病性病毒ISG。 申请人发现一种定位于溶酶体的ISG，干扰素诱导的溶酶体巯基还原酶（GILT），抑制三种高致病性病毒SARS-CoV、 Ebola virus、以及Lassa virus的侵入；并发现其抗病毒谱与包膜病毒利用溶酶体侵入途径密切相关。因此，申请人提出：“GILT可能特异性抑制病毒经溶酶体途径侵入细胞”。本研究将对GILT的结构功能关系进行深入，揭示GILT抗病毒侵入作用，并将对其抗病毒谱进行鉴别。通过对GILT抗病毒侵入机制研究，将拓展固有免疫系统拮抗病毒感染机制的认识，为控制相关病毒感染提供新的作用靶点。

GILT（干扰素诱导的溶酶体巯基还原酶）是一种定位于溶酶体的ISG，在上皮细胞中由IFNγ诱导表达，在抗原呈递细胞持续高表达，因此既往研究多关注GILT在适应性免疫中的作用。研究表明，GILT对外源蛋白二硫键的破坏功能促进MHC II型抗原呈递及MHC I型抗原交叉呈递，促进病毒抗原特异性T细胞适应性免疫反应。.本课题利用固有免疫分子诱导表达细胞平台，优化完善了“抗病毒分子鉴定技术”，筛选评价多种干扰素刺激基因， 本课题发现一种定位于溶酶体的ISG，干扰素诱导的溶酶体巯基还原酶（GILT），抑制三种高致病性病毒SARS-CoV、 Ebola virus、以及Lassa virus的侵入。通过对GILT的结构功能关系的研究，我们的研究表明：1）GILT抑制三种高致病性病毒SARS-CoV、 Ebola virus、以及Lassa virus的溶酶体侵入；2）GILT抑制病毒侵入的功能依赖GILT的糖基化修饰和溶酶体定位； 3）GILT的巯基还原酶活性是其发挥抗病毒功能的必要条件； 4）GILT通过破坏溶酶体蛋白酶的活性和生物稳定性，来实现抗病毒侵入的功能。 通过对GILT抗病毒侵入机制研究，拓展固有免疫系统拮抗病毒感染机制的认识，为控制相关病毒感染提供新的作用靶点。