脂筏在人偏肺病毒入胞过程中的作用机制研究

Human metapneumovirus (hMPV) is an important pathogen which can cause lower respiratory tract infection in children. It is very prevalent worldwide and the susceptible population of it is huge. Recently, serious consequences caused by hMPV such as severe pneumonia, respiratory failure and multiple organ dysfunction syndrome have been paid more and more attention. Worst of all, hMPV viral encephalitis and fatal infection owing to synergistic effect have been reported hMPV has been a potential threat to children’s health. However, study on infectious mechanism of hMPV was little, because of that it is difficult to isolate and propogate. It is controversial that how does hMPV invade host cells. In previous study, we found that hMPV mediated not membrane fusion but endocytosis to enter susceptible cells and lipid raft may play an important role in hMPV infection. Therefore, we present the hypothesis that hMPV should enter host cells via lipid-raft dependent endocytic pathway. When constituent of lipid raft (like cholesterol) was reduced, infectivity of hMPV would decline. When statins was used to destroy lipid raft, hMPV infection in susceptible animals would be suppressed. In this study, we suppose to investigate the role of lipid raft in hMPV infection and the effect of statins on hMPV infectivity. We expect to find the most probable endocytic pathway of hMPV and provide novel prevention and treatment strategy and target by the study on animal models.

人偏肺病毒（hMPV）是引起儿童下呼吸道感染的重要病原体，其流行范围广，易感人群数量庞大。hMPV引起的重症肺炎、呼吸衰竭、多脏器功能损害等严重后果不容忽视，它引起的病毒性脑炎及协同作用导致的致死性感染也见诸于报道。hMPV感染对儿童健康正在产生潜在的威胁，但目前hMPV感染机制相关研究还很少，hMPV是如何侵入宿主细胞的尚未定论。我们前期研究首次发现hMPV通过胞吞方式进入细胞，但以何种胞吞途径尚不明确。而我们最近的实验表明，去除脂筏的组成成分，hMPV感染率明显下降，因此我们推测脂筏可能起到关键作用。本研究拟探讨hMPV是否通过脂筏依赖的胞吞途径入胞，并利用他汀类药物破坏脂筏，在小鼠动物模型内观测对hMPV感染的影响，探讨脂筏在hMPV入胞中的作用，为hMPV预防和治疗提供新策略和新靶点。

偏肺病毒（Human metapneumovirus ，hMPV)是儿科中重要的呼吸道病原体，对免疫缺陷人群可造成致死性感染。入胞是病毒感染的第一步，偏肺病毒的入胞方式尚未有定论。本课题组前期研究发现hMPV可能通过胞吞方式入胞。胞吞入胞包括多种途径：网格蛋白介导的胞吞、脂筏介导的胞吞等等。脂筏是细胞膜表面的具有物质转运功能的特殊结构，被证实参与许多病毒的入胞过程。本项目研究的是脂筏在hMPV入胞中的作用。我们利用共聚焦显微镜观察到hMPV蛋白与脂筏标记在细胞内的共定位现象，并发现随着病毒感染时间延长，这种共定位现象从细胞膜转移至细胞核附近。我们使用脂筏的特异性阻断剂MβCD和制霉菌素处理细胞后，发现hMPV入胞及复制率均有明显下降，但利用外源性胆固醇进行补救后，hMPV感染率得到了恢复。说明脂筏在hMPV的入胞过程中具有重要作用，很可能是hMPV入胞的一种方式。. 脂筏的主要组成成分是胆固醇，而他汀类药物是临床中使用的降胆固醇药物。本研究中选择辛伐他汀作为研究对象。辛伐他汀在临床中广泛用于治疗高脂血症，在本研究中也被发现可以减少细胞内胆固醇含量从而减少脂筏形成。本研究在体外和体内实验中均证实了辛伐他汀可降低hMPV感染。体外实验中，辛伐他汀处理后，hMPV病毒复制、释放、入胞、融合事件均受到抑制，而在外源性胆固醇加入后，这些抑制作用得到了部分恢复。动物实验中，接种hMPV前，预先对实验小鼠灌服辛伐他汀，病毒的感染率有所下降，感染小鼠的肺部炎症也有所减轻。辛伐他汀处理组小鼠肺泡灌洗液中的部分炎症因子也较未处理组有降低。因此，我们认为他汀类药物可能是预防及治疗hMPV感染的潜在药物，或许在防治hMPV起到重要作用。