MMP3入核激活NFkB：MMP3抗登革病毒感染的新机制？

Dengue virus （DENV）infection is still a world-wide health threaten. Study of the host anti-viral mechanism is important for us to understand the process of Dengue fever disease. Our current work focused on the role of JAK-STAT pathway and its downstream factors during DENV infection in macrophage model. Matrix metalloproteinase 3(MMP3) was found to be induced during DENV infection. Silencing MMP3 in macrophage, the DENV infection level significantly increased, while the anti-viral cytokine production impaired. Further experiments shown that MMP3 was translocated into cell nucleus upon DENV infection and influenced the activity of transcriptional factor NFκB. Based on these data, we will further characterize the detail function of MMP3 during DENV infection. Immunofluorescence, immunoprecipitation, reporter assay, cell-based viral infection and quantitative PCR will be used to study the mechanisms of the nuclear translocation of MMP3 and the relationships between MMP3 and NFκB during DENV infection. We will further investigate the expression of MMP3 in blood cells from DENV infected patients, and the link between MMP3 and Dengue fever diseases. This will be the first time to show the novel anti-viral function of MMP3 in cell nucleus, and provide new evidence for the role of MMPs in immune modulation. This work will also contribute to the development of new anti-viral drugs based on MMPs.

研究宿主抗登革病毒感染的机制对了解登革热的发病过程具有重要意义。在研究宿主JAK-STAT信号通路及其下游效应分子抗登革病毒感染的过程中，我们发现基质金属蛋白酶3- - MMP3在登革病毒感染的细胞中高表达，抑制MMP3，病毒感染水平显著上升，而细胞抗病毒相关细胞因子的表达普遍下降。进一步发现，MMP3在病毒感染过程中能进入到细胞核内，并直接影响转录因子NFκB的活性。本项目将在前期工作基础上，采用免疫荧光、免疫沉淀、报告基因实验、细胞病毒感染、定量PCR等多种技术手段，深入研究MMP3在抗登革病毒感染中的分子机制，了解其在进入细胞核、影响NFκB转录活性、放大细胞抗病毒效应过程中的具体作用。并在此基础上探讨MMP3在不同登革感染者血细胞中表达水平及其与疾病发展的关系。本项目将首次揭示MMP3这个古老的分子进入细胞核发挥抗病毒效应的全新功能，为MMP家族参与免疫调控反应提供新的证据。

登革病毒是当今世界上分布最广的一种虫媒传染病毒，主要由埃及伊蚊和白纹伊蚊传播，目前仍无安全有效的疫苗和抗病毒药物。研究宿主抗登革病毒的分子机制，对于了解登革热的发病过程具有重要意义。我们实验室从JAK-STAT信号通路入手来研究宿主细胞抗登革病毒感染的分子机制，着重关注了基质金属蛋白酶3（MMP3）在抗登革病毒感染中的作用及其具体分子机制。.芯片结果发现在登革病毒感染巨噬细胞后，MMP3的表达上调了3.68倍。用定量PCR的方法在多种细胞中证明了MMP3在登革病毒感染的细胞中表达上调。抑制MMP3的表达，病毒的感染水平显著上升；而过表达MMP3又可以抑制登革病毒的复制，这就揭示了MMP3具有抗登革病毒感染的作用。. MMP3沉默的细胞中，抗病毒相关细胞因子和趋化因子的表达水平显著降低。免疫荧光发现MMP3在登革病毒感染的细胞中会发生从细胞质到细胞核的迁移；而且双荧光素酶报告基因检测结果显示，在病毒感染的细胞中，沉默掉MMP3，NFκB的转录活性下调，过表达MMP3又可以很强地激活NFκB。由此我们推测MMP3很有可能是通过进入细胞核来影响NFκB的转录活性从而达到抗病毒作用。在后续实验中，我们通过采用荧光定位和免疫共沉淀的方法证明了MMP3与NFκB在登革病毒感染的细胞中存在相互作用。. 为了检测与NFκB相互作用的结构域，我们构建了表达MMP3各个结构域的质粒，并分别与NFκB的两个亚基（P50; P65）共转染293T细胞进行免疫共沉淀实验。结果显示MMP3主要依赖于其羧基末端域与NFκB相互作用。进一步的报告基因检测实验结果显示：MMP3的羧基末端域可以更强地激活NFκB。.更重要的是，我们发现MMP3的抗病毒作用不仅仅局限于对登革病毒。在细胞中过表达MMP3，还能抑制水泡性口炎病毒VSV等RNA病毒的感染。在小鼠中瞬时过表达MMP3，能够减少VSV感染的小鼠的死亡率。第一次用小鼠感染模型验证了MMP3潜在的抗病毒作用。. 本研究首次揭示了MMP3进入细胞核发挥抗病毒效应的全新功能，为MMP家族参与免疫调控提供新的证据，而且MMP3分子的表达水平有可能成为登革热疾病进程的诊断靶标，MMP3相关激动剂也将有可能应用到抗病毒感染的应用当中。