狂犬病病毒强毒株抑制NLRP3炎症小体产生的机制及其在病毒致病性中的作用

Rabies, caused by rabies virus (RABV), is an old zoonosis with almost 100% of mortality. China is one of the countries with high rabies incidence. At present, the pathogenesis of RABV has not been fully defined, resulting in the absence of effective treatment for rabies. We recently found that the attenuated RABV could activate the NLRP3 inflammasome, while the wild-type (wt) RABV could inhibit the activation of NLRP3 inflammasome. Therefore, we are planning to reveal the inhibition mechanism for wt RABV on NLRP3 inflammasome formation by using various virological and immunological methods in this project. In addition, the recombinant RABVs with viral structural protein exchanged between wt RABV and attenuated RABV will be constructed by using the reverse genetic system to find out the key viral structural proteins that play an important role during the inhibition of NLRP3 inflammasome. Finally, we will fully demonstrated the role of NLRP3 inflammasome in RABV pathogenesis from two different aspects: one is that over expression of the IL-1β, the downstream product of NLRP3 inflammasome activation, by constructing the recombinant RABV through reverse genetic system, and the other is that employing the IL-1R deficient (IL-1R-/-) mice to abolish the function of IL-1β. Altogether, the results of this project would deepen our understanding of the immune evasion mechanism of RABV and provide new ideas for the treatment of rabies.

狂犬病是由狂犬病病毒（RABV）感染引起的一种人畜共患传染病，一旦发病，其致死率几乎为100%，我国是狂犬病高发国家之一。RABV的致病机制尚未完全阐明，导致狂犬病尚无有效治疗措施。本项目前期研究发现RABV弱毒株可以诱导机体产生NLRP3炎症小体，而RABV强毒株可以抑制NLRP3炎症小体的产生，我们拟通过多种病毒学和免疫学方法阐明RABV强毒株抑制NLRP3炎症小体产生的机制，并利用反向遗传操作系统置换RABV强弱毒株的相应结构蛋白，通过与亲本毒比较分析确定起关键抑制作用的结构蛋白。最后，通过反向遗传操作系统构建过表达IL-1β（ NLRP3炎症小体的下游产物）的重组病毒，同时利用IL-1R-/-小鼠，从过表达IL-1β和缺失其作用受体两方面来揭示NLRP3炎症小体在RABV致病性中的具体作用机制。本项目将加深我们对RABV免疫逃逸机制的理解，为狂犬病的临床治疗提供新思路。

狂犬病是由狂犬病病毒（RABV）感染引起的一种人畜共患传染病，我国是狂犬病高发国家之一，目前对于RABV致病机制尚未完全解析。本项目中我们发现了RABV强毒株在感染小鼠骨髓源树突状细胞后显著抑制了NLRP3炎症小体的激活。我们通过进一步在体外重建NLRP3炎症小体反应系统，以及对互作病毒蛋白进行筛选，最终发现RABV强毒株的M蛋白能够显著抑制NLRP3炎症小体的激活。在利用结构模拟和分子对接后，我们发现了RABV强毒株的M蛋白能通过与NEK7竞争结合NLRP3分子来抑制NLRP3炎症小体的激活，并利用精确的生化实验进行了验证。在荧光共聚焦分析中我们进一步发现RABV强毒株M蛋白与NLRP3结合后显著抑制了下游的ASC的寡聚化，从而抑制NLRP3炎症小体的激活。为了研究NLRP3炎症小体下游产物IL-1β对RABV致病性的影响，我们利用反向遗传操作系统构建和拯救了表达IL-1β的重组RABV，发现IL-1β可以显著降低RABV的体外复制和体内致病性。进一步研究发现IL-1β主要通过在感染外周激活cGAS-STING通路来减少RABV进入中枢神经系统（CNS）的病毒载量，而在RABV进入CNS后其又能促进血脑屏障（BBB）的打开，使外周炎性因子和CD4+T细胞进入CNS，有助于病毒清除。此外，本项目在研究过程在还揭示了脂滴可以通过NDRG1-DGAT通路来促进RABV的出芽，以及IFN-λ可以通过激活JAK-STAT通路和降低BBB通透性来降低RABV致病性等相关的致病机制，同时还研发了一种新型耐胃肠道降解的狂犬病口服疫苗。总之，本项目揭示了RABV强毒株抑制NLRP3炎症小体激活的具体机制及其他的RABV致病机制，加深了我们对RABV致病机制的理解，为狂犬病的临床治疗和防控奠定了重要基础。