MINK1在病毒复制中的作用及其分子机制研究

MINK1 (Misshapen/NIK-related kinase 1) is a member of the germinal center family of kinases and regulates a wide variety of cellular processes, including cell growth, apoptosis, cytoskeletal rearrangement and gene transcription. Recently, it was proved that MINK1 also plays a role in the of replication of human EV71 (enterovirus 71) through the regulation of viral protein translation. However, many questions need to be solved when it comes to the role of MINK1 in viral protein translation and replication of other viruses. Our results show that MINK1 deficiency inhibits the replication of VSV (vesicular stomatitis virus) in mice and cells which indicates that MINK1 plays a role in the regulations of infection of various kinds of viruses. Based on the known functions of MINK1 in cell and the responses of cell to viral infection, we speculate that MINK1 may affect virus replication through the following ways: entry and release of virus; interactions between virus and host; the antiviral innate immune responses of host. So we decide to study these hypotheses using MINK1-/- mice and their cells to ascertain the functions of MINK1 in virus replication and the detailed molecular mechanisms. This study may provide us a new insight into the development of antiviral strategies or drugs.

MINK1是生发中心家族激酶成员，参与细胞生长、凋亡、细胞骨架重排及基因转录等多个细胞生命过程。近期研究表明，MINK1能通过调节人EV71病毒蛋白翻译参与病毒的复制，但其具体作用机制和在其它病毒感染过程中的调控作用尚不明确。我们前期的研究表明，MINK1缺失能抑制VSV在小鼠体内及细胞内的复制，提示MINK1在不同的病毒感染过程中起到广泛调节作用。基于MINK1在细胞内的已知生物学功能以及宿主细胞对病毒感染的反应，我们推测MINK1可能通过如下途径影响病毒复制：1、病毒的侵入及释放；2、病毒与宿主细胞互作；3、宿主细胞的抗病毒固有免疫反应。本课题拟采用实验室已有的MINK1基因敲除小鼠及其来源的细胞，就上述可能性进行研究，最终确定MINK1在病毒复制中的作用，阐明MINK1影响病毒复制的分子机制，从而为研发新的抗病毒药物和治疗策略提供理论依据。

MINK1是生发中心家族激酶成员，参与细胞生长、凋亡、衰老及细胞骨架重排等多个细胞生命过程。已有的报道表明MINK1参与EV71病毒的复制，是抗病毒治疗的潜在靶点。但是，目前对MINK1在其他病毒的调控作用及其分子机制还不明确。为阐明MINK1在病毒复制中的作用，我们从以下方面进行了研究：1）MINK1在VSV感染过程的作用；2）MINK1在抗病毒固有免疫的中的作用；3）MINK1相关的细胞衰老与病毒感染的关系。结果表明MINK1敲除能显著提高VSV感染小鼠的存活时间。病理学结果也显示MINK1-/-小鼠肺组织的炎症细胞浸润程度明显低于野生型小鼠。VSV感染MINK1-/-小鼠及多种细胞后病毒滴度或病毒载量均显著低于野生型对照组。以上结果表明MINK1 KO赋予了小鼠和细胞对VSV感染的抵抗力，MINK1 KO不利于病毒的复制。为了探索MINK1影响病毒复制的分子机制，我们首先研究了MINK1在抗病毒固有免疫反应中的作用。研究表明MINK1 KO并不会影响IFN-α或者IFN-β的转录或翻译，这在小鼠和小鼠BMDM中均得到了证实。另外，MINK1敲除虽然在BMDM感染VSV过程中促进IFN-β mRNA的转录，但是我们并没有观察到IFN-β分泌的增加。MINK1也不会影响MX1、CXCL10及ISG15等ISGs的转录，这些结果提示MINK1虽然影响病毒复制，但是并不依赖于type I IFNs来完成。为了彻底澄清MINK1与病毒感染后type I IFNs的关系，通过poly (I:C)转染或者直接刺激BMDM，我们最终证实了MINK1影响病毒复制跟type I IFNs没有关系。除此以外，我们也在小鼠及细胞水平排除了MINK1通过影响TNF-α或者IL-6来干预VSV复制的可能性。因为有报道表明MINK1能参与细胞衰老，而细胞衰老也会干预病毒感染的过程，特别是老年人衰老细胞积累，同时对病毒感染表现的更加脆弱，我们决定研究MINK1相关的细胞衰老与病毒感染的关系。初步的研究结果显示，VSV感染确实能促进细胞衰老的发生，而细胞衰老是不利已VSV复制的，这提示我们细胞衰老是宿主的一种抗病毒反应。下一步我们将研究MINK1在细胞衰老发生中的作用。综上所述，我们的研究将阐明MINK1干预病毒复制的分子机制，为以后的抗病毒治疗提供潜在靶点。