禽流感病毒PB2蛋白抑制干扰素刺激基因表达的机制研究

The PB2 protein of avian influenza virus plays an important role in the process of virus replication, which can lead to virus immune evasion and pathogenicity change. Our previous results show that the pathogenicity of H5N8 subtype AIV model virus CZ and JY strains was significantly different in mice, and the PB2 proteins of the two virus have different inhibitory effects on the expression of Interferon-stimulated genes (ISGs). However, the mechanism of AIV PB2 protein on inhibiting ISGs expression is not clear, and the effect on virus replication and pathogenicity of AIV remains to be studied. (1) Compare the inhibitory effect of H5N8 subtype AIV model virus CZ and JY strain PB2 protein on ISGs expression. (2)Explore the regulation of PB2 protein on the downstream signal pathway of IFN. (3) Elucidate the domain and key amino acid of PB2 inhibiting ISGs expression.Verify the common roles of H5, H7, and H9 subtype AIV PB2 protein and the key amino acid sites on inhibiting ISGs expression. (4) Construct mutant virus of CZ and JY strain with mutation at PB2 key amino acid, compare the replication, IFN antagonistic ability, and pathogenicity of mutant virus and wild type virus in mice. The results will reveal a new mechanism by which AIV PB2 protein inhibits host innate immunity and promotes viral replication, and provide a new target for AIV vaccine design.

禽流感病毒（AIV）PB2蛋白在病毒复制过程中发挥重要作用，可导致病毒免疫逃逸和致病性变化。前期研究显示，H5N8亚型AIV模式病毒CZ和JY毒株对小鼠致病性存在显著差异，两株病毒PB2蛋白对干扰素刺激基因（ISGs）的表达具有不同抑制力，但作用机制尚不清楚，对AIV复制能力和致病性影响也有待研究。研究内容如下：（1）比较对小鼠具有不同致病性的模式病毒CZ和JY毒株PB2蛋白对ISGs表达的抑制作用；（2）探究PB2蛋白对IFN下游信号通路的调控作用及机制；（3）明确PB2蛋白抑制ISGs表达的结构域和关键氨基酸位点，验证不同亚型AIV PB2蛋白及关键氨基酸位点抑制ISGs表达的共性作用；（4）以CZ和JY毒株为母本，构建PB2关键氨基酸位点突变型毒株，比较突变型与野生型病毒的复制能力、IFN拮抗能力和致病性差异。研究结果将揭示PB2蛋白抑制宿主固有免疫新机制，为疫苗设计提供新的靶点。

禽流感病毒（AIV）是困扰养禽业安全的重要病原之一，其传播和流行可以导致大量家禽死亡，给养禽业造成严重经济损失。部分AIV毒株具有跨宿主感染人的能力，威胁人类公共卫生安全。因此，进行AIV致病机理和防控策略研究对于保障家禽养殖业安全生产和世界公共卫生安全至关重要。禽流感病毒PB2蛋白在病毒复制过程中发挥重要作用，可以导致病毒免疫逃逸和致病性变化，但其中的具体作用机制尚未完全研究清楚。我们在课题组前期研究所显示的H5N8亚型AIV模式病毒CZ和JY毒株对小鼠致病性存在显著差异，两株病毒PB2蛋白对干扰素刺激基因（ISGs）的表达具有不同抑制力这一背景基础上开展了相关作用机制研究。我们通过研究发现，AIV感染具有显著下调宿主JAK1蛋白水平的作用，而JAK1是调控ISGs基因表达的JAK/STAT信号通路关键节点蛋白，我们进一步阐明了AIV可以通过泛素蛋白酶体途径促进JAK1降解而抑制IFN效应，从而有利于病毒复制；接下来我们通过co-IP实验发现PB2蛋白与JAK1之间存在互作，PB2蛋白通过促进JAK1泛素化-蛋白酶体途径降解，抑制JAK/STAT信号通路的转导，从而抑制ISGs基因的表达和IFN效应的发挥并促进病毒复制；最后，我们发现PB2蛋白283和526位点是调控JAK1降解、拮抗IFN效应的关键氨基酸位点。上述研究结果揭示了AIV及其 PB2蛋白抑制宿主固有免疫并促进病毒复制的新机制, 为禽流感病毒疫苗设计新靶点研究提供了实验参考。