通过M2-1抑制剂研究呼吸道合胞病毒劫持eIF4F复合体的分子机制

RSV has remarkable harm on the health of infants and children. Vaccines and drugs are currently in clinical development stage. Cyclopamine (CPM) was secreened from nature products library in our previous study, which targets on M2-1 and inhibits RSV replication. Furthermore, the virus “processing plant” called inclusion body was disorganized by CPM. Recent reference showed that inclusion body is the location of both mRNA synthesis and translation initiation, in which M2-1 act as a transcription anti-termination factor, however, whether M2-1 take part in translation initiation and the detailed function needs more study and clarification. This study will analyze the interaction relationship between M2-1/P, M2-1/mRNA and M2-1/eIF4F, through the technique of co-IP, GST-pull down, m7GTP pull down and subcellular localization investigation. Based on the above, the hijacking and regulating mechanism of RSV on eukaryotic initiation factor will be confirmed basically. We will deeply study the multi-function of M2-1, and try to expound the mechanism of anti-virus action holds by CPM and further provide data support to new drug development.

RSV严重危害婴幼儿的健康，至今无有效疫苗和特异性的药物。我们前期筛选到一种以M2-1为靶标的RSV抑制剂，即环杷明（cyclopamine，CPM），且病毒的复制工厂（包涵体）可被CPM“捣毁”。研究表明包涵体既是mRNA生成的场所也是翻译起始的位置，在mRNA生成时，M2-1蛋白可发挥抗转录终止的功能，然而，M2-1是否参与mRNA翻译起始及其功能尚不清楚。本研究拟以M2-1抑制剂为工具，通过蛋白-蛋白（或mRNA）互作分析、蛋白亚细胞定位分析等技术手段研究M2-1/P、M2-1/mRNA、M2-1/eIF4F的互作关系以及CPM对eIF4F复合体形成的影响，分析RSV对真核翻译起始因子的招募和调控策略。我们对M2-1这一小蛋白的多功能进行深入的探讨，进而全面阐述M2-1抑制剂的抗病毒作用机理，也可为抗病毒药物靶标的发现提供理论支持。

我们的研究工作按照计划正常开展，针对病毒抗转录终止因子M2-1的小分子抑制剂环杷明的分子机制研究，我们在病毒包涵体形成和动态变化上了做了大量工作，发现了小分子抑制剂环杷明具有独特的新颖的作用靶标即M2-1，通过抑制M2-1与其他病毒蛋白或RNA的冷凝体形成从而抑制病毒在包涵体内的复制活动。为了进一步分析病毒与感染细胞的互作网络，我们研究了另一种包涵体组成蛋白，即病毒的基质蛋白M，通过互作蛋白组数据深度挖掘了与其相互作用的宿主细胞蛋白，目前尚没有报告通过互作蛋白组学方法来预测或分析M蛋白的功能，通过聚类分析评估M蛋白可能参与或调控的宿主细胞生物学功能，发现M蛋白的互作宿主蛋白主要聚集在细胞代谢、细胞线粒体功能、细胞转录活动和抗病毒反应相关活动，这提示我们M蛋白可能与细胞的抗病毒免疫反应相关。通过对上皮细胞和原代骨髓来源巨噬细胞的感染，我们发现上皮细胞中IFN生成有限，而M对IFN的生成也发挥着抑制作用，并且细胞蛋白PKC激酶受体RACK1蛋白与M蛋白相互作用，参与IFN生成的抑制。本研究通过化合物的使用发现了病毒包涵体可以作为一种抗病毒靶标进行药物开发，并且发现了病毒的基质蛋白是一种新型的拮抗IFN的病毒蛋白，这为致病机制的理解以及治疗RSV疾病提供了新思路。