citron kinase促进HIV-1病毒颗粒包装出芽机制的研究

The assembly and release of retroviruses is the key step in retroviral life cycle. In recent years, Endosomal Sorting Complex Required for Transport (ESCRT) has been demonstrated to play an essential role in the process of retroviral assembly and budding. Citron kinase is an effector of RhoA. Our previous studies revealed that citron kinase enhanced the production of human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1), but the mechanism remains elusive. Herein we further elucidate the detailed mechanim of citron kinase and some host proteins which probably affect its function in HIV-1 budding, and determine the effect of citron kinase on other viruses, in order to understand the interaction of host and virus thoroughly.

逆转录病毒的包装和释放一直是逆转录病毒生活周期的研究热点。近年来，发现转运必需内吞体分选复合物 (Endosomal Sorting Complex Required for Transport，ESCRT) 在逆转录病毒复制周期的包装与出芽环节起到关键作用。Citron kinase是一种GTPase RhoA的效应物，我们的研究发现citron kinase可以促进HIV-1病毒的释放，但是具体作用机制尚不清楚。在项目中计划深入探讨citron kinase促进HIV-1病毒颗粒包装释放的作用机制以及可能影响它发挥功能的其它宿主蛋白, 进一步研究citron kinase对其他包膜蛋白以及非包膜蛋白的作用从而更加深入理解病毒与宿主相互作用。

人类免疫缺陷病毒的包装和释放是需要多种细胞因子蛋白参与的一系列复杂的过程。目前，我们已经鉴定出RhoA的效应分子丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶citron kinase可以促进HIV-1病毒的释放，但这一过程的具体原理尚不明确。.通过研究发现，citron kinase可以结合HIV-1的主要结构蛋白Gag，结合区段在citron kinase的锌指结构,RhoA结合区和亮氨酸拉链区域，电子显微镜显示citron kinase可以促进HIV-1病毒颗粒进入细胞的多泡体，同时，citron kinase可以促进HIV-1 Gag蛋白泛素化，HIV-1通过ESCRT复合物包装释放通常有三个蛋白起到作用：tsg101,Nedd4L,以及Alix。敲低细胞内E3连接酶Nedd4L可以降低citron kinase对Gag的泛素化的促进作用，并且部分地阻碍citron kinase对HIV-1释放过程的促进。而敲低Alix蛋白，可以严重阻碍citron kinase促进HIV-1病毒包装释放的作用。过表达AAA型的ATP酶VPS4以及它的突变体，可以完全阻碍citron kinase对HIV-1的释放促进作用。说明citron kinase的作用依然依赖细胞内体这一途径。.此外，我们还发现HIV-1感染可以显著提高外周血单个核细胞中的citron kinase的表达量，在293T细胞中，感染HIV-1假病毒可以提高citron kinase mRNA含量达2.5倍，蛋白表达量达2.7倍。通过将citron kinase的上游启动子克隆到含荧光素酶报告基因的载体上，我们发现感染HIV-1假病毒可以显著提高荧光素酶活性，这提示着HIV-1感染通过调节citron kinase的启动子从而调节citron kinase的表达量，为病毒自身复制创造有利环境。