犬细小病毒激活IFN-β应答的分子机制研究

Canine parvovirus (CPV) disease is an important infectious disease threatening the health of dogs. However, currently available treatments are still limited to this disease. Hence, the development of a novel treatment is in need urgently. Canine interferon-β (CaIFN-β) is one of the important type I IFN. However, the understanding of CaIFN-β antiviral effects is limited. Moreover, the association between CPV and CaIFN-β is still in mysterious. Our previous works found that the CPV replication can activate the CaIFN-β response. Based on this finding, we inferred that viral proteins of CPV associate with the CaIFN-β response. For this project, we aim to analyse the antiviral effects of CaIFN-β on the CPV replication. And，we can explore how CPV activate the CaIFN-β response via which signalling pathway. Moreover, we will export which viral protein can activate the IFN-β response. Furthermore, we will identify which host proteins can interact with the viral protein and export the mechanism of how CPV activate the CaIFN-β response. This project will lay the foundations for analysing the antiviral effect of the CaIFN-β, elucidating the pathogenesis of CPV, and finding the prevention and treatment new targets of CPV disease.

犬细小病毒（Canine Parvovirus，CPV）病是威胁犬只健康的重要急性传染病。然而，现有措施对该病的治疗作用仍然有限。因此，新的抗病毒治疗方法亟待探索和开发。犬干扰素-β（Canine interferon-β, CaIFN-β）是重要的I型IFN，其抗病毒效应尚无报道，CPV与CaIFN-β的互作关系也尚未阐明。我们的前期研究发现CPV可激活犬IFN-β应答，从而推断CPV的特定病毒蛋白与IFN-β应答通路之间存在互作关系。因此，本项目拟通过研究CaIFN-β抑制CPV复制的抗病毒效应；探索CPV通过何种信号通路以何种方式激活犬IFN-β应答；筛选发挥激活IFN-β应答作用的CPV病毒成分，并进一步筛选和验证与该病毒蛋白互作的宿主蛋白，从而探索CPV激活犬IFN-β应答的分子机制。该研究为解析CaIFN-β的抗病毒效应、阐明CPV的致病机制和寻找CPV病的防治新靶点提供基础。

犬细小病毒2型（CPV-2）是导致犬急性出血性腹泻及幼犬心肌炎的病原，给养犬业造成重要经济损失。我们发现CPV-2可以激活IFN-β启动子响应，却抑制IFN-β蛋白表达，推测CPV-2具有免疫逃逸的能力。CPV-2诱导上述细胞反应的分子机制有待深入研究。本项目首先构建了CPV-2 荧光定量检测方法，测定CPV-2在MDCK细胞上的生长曲线。构建了CPV-2编码蛋白的过表达质粒，通过双萤光素酶试验筛选出NS1蛋白可以激活IFN-β启动子，上调IFN-β信号通路中细胞因子mRNA的表达。Western Blot试验表明非结构蛋白1（NS1）抑制IFN-β蛋白的表达，且ISRE元件的激活被抑制，荧光定量试验表明NS1蛋白抑制IFN-β下游ISGs的表达。随后发现CPV-2及NS1蛋白可以诱导翻译关闭，且与mRNA转录及蛋白质降解过程无关，其诱导的翻译关闭不依赖于eIF2α磷酸化，而是通过mTOR, MAPK两个信号通路。最后通过慢病毒包装及抗生筛选构建了稳定表达NS1蛋白的MDCK细胞系，TAP-MS筛选出95个可能与NS1蛋白互作的宿主蛋白，其中包含多个真核翻译起始因子及真核翻译延伸因子，推测NS1蛋白除了调控翻译相关的信号通路外还可以可能靶向真核翻译因子。本项目研究结果表明NS1蛋白只在mRNA水平激活IFN-β表达，其通过诱导翻译关闭逃逸IFN-β防线，CPV-2与宿主互作分子的发现有助于为今后该病的治疗与防控研究提供借鉴，也为今后靶点药物的开发提供理论依据。另外，研究了CaIFN-β对CPV-2的抗病毒作用，其抗病毒效果较弱，了解了CaIFN-β应用前景较一般。