埃及伊蚊唾液腺寨卡病毒抑制肽Aa4的功能及机制研究

A. aegypti serves as obligate vectors for Zika virus (ZIKV). However, the function and mechanism of their host defense peptides against ZIKV infection remain unknown. In our preliminary data, we found a host defense peptide, Aa4, exhibited the most significant up-regulation upon ZIKV infection in the salivary gland of A. aegypti. Aa4 markedly inhibited viral replication in vitro, and protected mice from ZIKV infection caused testis damage. On the basis of these findings, we presume that the significant up-regulation of Aa4 in the salivary gland of A. aegypti can potently restrict the ZIKV infection. To further understand the effect and mechanism of Aa4 against ZIKV infection, we will use IFNα/β receptor-deficient or WT mice to construct animal infection models, and explore the roles of Aa4 on virus replication and virus infection caused inflammatory response and male infertility in mice. To clarify the direct or indirect antiviral mechanism, we will confirm whether Aa4 could directly bind to virus particles, interact with membrane protein and induce formation of pores in viral envelope membrane, activate CD8+T and cytotoxic lymphocyte (CTL) antiviral response, or activate type I IFN antiviral signaling. We will also investigate whether Aa4 affect viral attachment, viral entry, or viral RNA release during ZIKV infection. Hopefully, this project will provide the molecular evidence for the immune defense strategy of A. aegypti against ZIKV, and provide a novel peptide candidate for the prevention and therapy of ZIKV infection.

埃及伊蚊作为寨卡病毒的重要传播媒介，其以宿主防御肽抵御寨卡病毒的免疫防御策略尚不明确。我们的前期研究发现了埃及伊蚊宿主防御肽Aa4在寨卡病毒感染的唾液腺中上调表达最为明显，且Aa4可有效抑制寨卡病毒的体外复制和病毒感染导致的雄性小鼠睾丸损伤。我们推测其在埃及伊蚊唾液腺中的上调表达可限制寨卡病毒的感染。为证实该推测，我们拟在IFNα/β受体缺陷或WT小鼠感染模型中，确证Aa4对寨卡病毒复制和病毒感染导致的雄性小鼠不育的抑制功能，阐明其是否抑制病毒感染诱导的炎症效应；确证其直接/间接抗病毒机制，明确其抑制病毒复制是否通过直接结合病毒表面蛋白并致病毒包膜穿孔、激活CD8+T及CTL抗病毒应答、激活宿主I型干扰素通路，探索其是否抑制病毒感染宿主细胞的吸附、进入和RNA释放。本课题将为埃及伊蚊抵御寨卡病毒的免疫防御策略提供分子证据，并为防治寨卡病毒感染的药物研发提供潜在候选分子。

埃及伊蚊作为寨卡病毒的重要传播媒介，其宿主防御肽抵抗寨卡病毒感染的功能与机制尚不明确。在前期研究中，我们发现了埃及伊蚊宿主防御肽Aa4在寨卡病毒感染的唾液腺中上调表达最为明显。在本研究中，我们化学合成了埃及伊蚊宿主防御肽Aa4，在无细胞毒性的浓度下，Aa4可以显著减少Vero细胞中寨卡病毒RNA的合成水平、非结构蛋白NS3的表达水平和E蛋白的表达水平，还减少了Vero细胞上清中寨卡病毒的滴度，且具有剂量依赖效应，表明Aa4以剂量依赖的方式显著抑制寨卡病毒在Vero细胞中的复制。此外，Aa4还可以在干扰素α/β 受体敲除小鼠（Ifnar1-/- ）体内显著抑制寨卡病毒的复制。抗病毒机制研究过程中，我们用寨卡病毒先感染Vero细胞再加入Aa4（Aa4-maint），或将Vero细胞与Aa4先孵育再感染寨卡病毒（Aa4-cell-pre），或将寨卡病毒与Aa4先孵育再加入Vero细胞中（Aa4-virus-pre），结果发现，Aa4-virus-pre和Aa4-maint处理组的病毒复制水平显著降低，而Aa4-cell-pre处理组的病毒复制水平没有显著变化。提示Aa4可以直接灭活病毒颗粒，并抑制病毒的复制过程，但不可以调控Vero细胞的抗病毒应答。进一步分析发现，Aa4可以结合寨卡病毒颗粒，诱导寨卡病毒基因组外泄，提示Aa4可以破坏寨卡病毒包膜的完整性，进而灭活寨卡病毒颗粒。本项目将为防治寨卡病毒感染的多肽类药物研发提供新的候选分子。