肿大细胞病毒感染细胞的膜外贴附内皮细胞现象的机制和功能

The Megalocytivirus genus, family Iridoviridae, can infect tens of fishes, causing vascular system pathological changes leading to death, and bring great harm to fish farming. Through studies on the VP23R and VP48R genes of Megalocytivirus, we found a unique phenomenon of infection that a virus-mock basement membrane (VMBM) forms on the outer-membrane of Megalocytivirus-infected cells in tissues to provide attaching sites for a layer of lymphatic endothelial cells (LECs). It is a marker at the microscopic tissue level for pathological changes of the vascular system caused by Megalocytivirus infection. VP23R and its binding protein VP08R are components of VMBMs. VP48R and a viral microRNA, ISKNV-miR-17, acting on the signal pathways of VEGF family, could related to the origination of the attached LECs. In this project, we plan to carry out researches focusing on the following aspects: i. the molecular structure and genesis mechanisms of VMBMs, ii. the mechanisms of VMBMs effects on virus duplication and cytopathic changes, and iii. functions of the phenomenon of LECs attaching on the outer-membrane of Megalocytivirus-infected cells during processes of pathology and lethality, to illuminate the genesis mechanisms and pathological functions of this phenomenon and reveal the pathogenic mechanisms of Megalocytivirus infection. Further researches on gene-knockout attenuated recombinant viruses used as candidate vaccines will also carry out. This project will provide theories and methods for megalocytiviruses prevention.

肿大细胞病毒属虹彩病毒可以感染数十种鱼类，造成脉管系统病变导致死亡，对养殖业危害极大。通过肿大细胞病毒VP23R和VP48R基因的研究，我们发现了其感染细胞的膜外形成病毒模拟基底膜结构（VMBM）贴附淋巴管内皮细胞的独特现象，是该属病毒致脉管病变的微观组织标志。VP23R和其结合蛋白VP08R是VMBM组分，VP48R和病毒microRNA ISKNV-miR-17作用于VEGF信号通路，可能与贴附内皮细胞来源有关。本项目拟开展（1）VMBM的分子结构及发生机制、（2）VMBM影响病毒复制和细胞病变的机理、（3）VP48R和ISKNV-miR-17的功能协同及对内皮细胞行为的影响、（4）病毒感染细胞外贴附内皮细胞现象在病变和致死过程中的作用等方面的研究，阐明该现象的发生机制和病理功能，揭示肿大细胞病毒感染的致病机理，并进一步开展基因敲除重组病毒弱毒候选疫苗的研制，为病毒防治提供理论和方法。

肿大细胞病毒属虹彩病毒可以感染数十种鱼类，造成脉管系统病变导致死亡，对养殖业危害极大。感染细胞的膜外贴附淋巴管内皮细胞是肿大细胞病毒感染的一种独特现象，病毒编码的膜蛋白VP23R能够与宿主nidogen-1蛋白相互作用，在感染细胞的表面形成一种类基底膜结构（VMBM）模拟正常基底膜的作用为淋巴管内皮细胞提供贴附位点。本项目以肿大细胞病毒的代表种传染性脾肾坏死病毒（ISKNV）为对象，针对这种现象的发生机制及功能进行研究，取得以下成果：（1）VMBM结构的解析：鉴定了VMBM的一种新组分VP08R蛋白，病毒编码的分泌蛋白VP08R能够与VP23R及nidogen-1相互作用，并且其自身能通过二硫键形成多聚体，具有维持VMBM稳定性和完整性的作用；（2）VMBM组装的调控：鉴定了一种病毒编码的microRNA,能够靶标VP08R，调控VMBM的组装及病毒的复制；（3）VMBM的降解机制：发现病毒组装成熟后，细胞还原力上升，而VP08R多聚体在高还原力下降解，表明这是一种病毒成熟后突破VMBM结构释放的机制；（4）VMBM介导淋巴管内皮细胞贴附的分子机制：发现内皮细胞紧密连接蛋白claudin与VP08R和VP23R都存在相互作用，且出现于感染细胞外贴附的淋巴管内皮细胞上，可能介导了VMBM与淋巴管内皮细胞的相互作用；（5）淋巴管内皮细胞贴附的调控：进一步证明病毒编码的VP48R具有类似淋巴管内皮细胞生长因子的作用，并通过VEGFR3受体发挥功能，对VP48R基因敲除的病毒株的组织感染病理现象进行研究发现VP48R的缺失并未影响淋巴管内皮细胞的贴附。另外，利用VMBM作为特异性标志，构建了鱼类肿大细胞病毒感染免疫荧光诊断技术。本项目目前发表论文3篇，其中两篇分别发表在J Virol和Virology上,在投1篇，申请专利1项。上述结果深入揭示了肿大细胞病毒的致病机理，为病毒的防治提供了理论基础。