乙型脑炎病毒诱导髓源抑制性细胞产生的分子机制

Japanese encephalitis virus (JEV) is a frequent cause of acute and epidemic viral encephalitis. Swine is the intermediate and virus-amplifying host of JEV, and JEV infection leads to a huge economic loss in the swine industry. Our previous study shown that the infection of virulent strain of JEV, P3, induced a dramatic increase of myeloid derived suppressor cells (MDSCs) along with a suppression of T cell response. Depletion of MDSCs improved the survivorship significantly in JEV-P3-infected mice. However, the mechanism of MDSCs induction by JEV-P3 remains unknown. This study will focus on the molecular mechanism of MDSCs induction by JEV-P3. The nonstructural proteins of virus and transcription factors from host cells will be screened which play a pivotal role in MDSCs induction with molecular tools and bioinformatics. Virus-host interactions and further signal transduction pathway will be validated. Finally, the recombinant viruses with exchanged NS protein will be constructed and used for verification in vivo. This study will decipher the molecular mechanism of MDSCs induction during JEV infection, leading to a better understanding of the function of MDSC in immune responses to JEV and JEV immune evasion, and providing a potential pharmaceutical target for clinical JE therapy.

乙型脑炎病毒（JEV）是一种危害严重的人畜共患传染性嗜神经病原，猪是其中间宿主，并且是病毒扩增宿主。JEV感染每年给养猪业带来巨大经济损失。本实验室前期研究证实JEV强毒株P3感染可以诱导髓源抑制性细胞（MDSCs）产生，MDSCs在JEV免疫逃逸中发挥重要作用，剔除MDSCs显著提高了JEV感染小鼠的生存率。但JEV-P3诱导MDSCs产生的机制并不清楚。因此，本项目将利用分子病毒学、生物信息学等研究手段深入探讨JEV-P3诱导MDSCs产生的分子机制，筛选JEV-P3对MDSCs发挥主要作用的非结构蛋白及影响MDSCs分化的宿主来源的关键转录因子，明确非结构蛋白对转录因子调控的作用方式及信号通路，最终通过反向遗传学构建突变株病毒进行体内验证。该研究不仅可以解析JEV诱导MDSCs的机制及JEV产生免疫逃逸的机理，同时也将进一步揭示JEV的致病机理，为JEV的临床治疗提供潜在的药物靶点。

乙型脑炎病毒(Japanese encephalitis virus, JEV)是黄病毒家族的重要成员之一，是一种典型的人畜共患传染性疾病病原。髓源抑制性细胞（MDSCs）是近年来发现的免疫系统中主要的调节性细胞，我们前期结果发现JEV感染诱导MDSCs显著增加，在本课题中我们对JEV诱导MDSCs的机制进行了深入研究。. 首先，我对JEV感染激活的模式识别受体进行了筛选，发现JEV感染刺激线粒体损伤，释放DNA激活TLR9通路，诱导MDSCs的产生。通过建立骨髓嵌合体小鼠的JEV感染模型，发现JEV-P3感染诱导脾脏中M-MDSCs显著增加以及脑组织中M-MDSCs的浸润和分化。M-MDSCs的T细胞增殖抑制实验表明，JEV P3诱导的M-MDSCs可同时通过Arg-1和iNOS两条通路发挥抑制作用。. 采用脾脏摘除模型和缓释ATRA的MDSCs剔除模型，发现JEV-P3诱导的M-MDSCs主要来源于骨髓，经血液进入CNS，同时MDSCs的剔除显著增加了JEV感染后小鼠的存活率。随后，对JEV P3诱导MDSCs进行转录组学分析和重组突变病毒感染实验，证实JEV可通过NS1'和NS5共同诱导M-MDSCs的产生，而MDSCs的产生主要是通过ZBP1-IRF7信号通路介导的。. 最后，我们对于MDSCs浸润CNS的介导因子及CD3+巨噬细胞的分化条件的分析表明：MDSCs可通过星形胶质和神经元细胞来源的CCL2/N-CCL2趋化进入CNS并在微环境中M-CSF、IL6、IFNγ的介导下分化为CD3+巨噬细胞。而CD3+巨噬细胞的转录组学分析显示ZBP1-IRF7信号通路同样在CD3+巨噬细胞的分化过程中也发挥了重要作用。. 综上所述，本研究详细研究了JEV P3的NS1'和NS5蛋白通过ZBP1-IRF7信号通路诱导M-MDSCs的产生过程以及M-MDSCs浸润CNS的介导因子以及其向CD3+巨噬细胞分化的诱导条件。这些研究将有助于通过靶向免疫系统进而治疗乙型脑炎相关药物的开发和应用，有为其他MDSCs发挥主要作用的疾病研究提供了借鉴。