朱鹮源新城疫病毒P/V/W蛋白N端自然缺失突变对其拮抗宿主干扰素的机理研究

P gene of NDV can encode three proteins, P , V and W. Among which, the V protein is the inhibitor of IFN. In our previous work, we has reported that the P gene of NDV isolated from Crested Ibis had 45nt naturally deletion at N-terminal, which directly results in 15aa deletion at N terminus of P , V and W protein. Interestingly, we also discovered that the IFN expression level induced by Crested Ibis NDV is only 1/7 of the other NDV isolate without 45nt deletion in corresponding domain. Similar result was further confirmed by transfection with plasmids expressing full length V gene and 45nt deleted V gene. Based on above results, we presume that the deletion may contribute Crested Ibis NDV to escape from host innate immune system. Though comparison the regulatory effect of two NDV isolates from Crested Ibis (with or without 15aa ) on PAMP production and IFN-mediated antiviral signal pathway, we can conclude whether 15aa deletion at the N terminus of P/V/W proteins play essential role for IFN inhibition or not. The data will provide more information for study the host antiviral mechanism of paramyxoviruses.

新城疫病毒的P基因可以编码P、V 和W 3种蛋白，其中V蛋白与病毒拮抗宿主干扰素的抗病毒作用有关。前期研究发现，一株朱鹮源新城疫病毒P/V/W蛋白在N端存在连续15个氨基酸缺失，且其在DF-1细胞上诱导的干扰素水平是未缺失株的1/7,V基因转染试验也获得相似的结果。据此，我们认为该区段的缺失可能使该株新城疫病毒获得更强的逃逸宿主天然免疫系统的能力。本项目拟通过比较研究2株朱鹮源NDV（一个N端15aa缺失，另一个未缺失）对PAMP产生及PRRs诱导干扰素抗病毒信号通路的调控，确定P/V/W基因缺失区域在新城疫病毒拮抗干扰素系统中的作用，从而揭示新城疫病毒朱鹮分离株拮抗宿主干扰素系统的机制，首次确定N端110～124位15个氨基酸区域也是NDV V蛋白拮抗宿主干扰素的主要功能域，为新城疫病毒及其他副黏病毒逃逸宿主天然免疫的机理研究提供新的资料。

新城疫病毒的P基因可以编码P、V和W 3种蛋白，其中V蛋白与病毒拮抗宿主干扰素的抗病毒作用有关。前期研究发现，一株朱鹮源新城疫病毒P/V/W 蛋白在N 端存在连续15个氨基酸的缺失，且其在DF-1细胞上诱导干扰素水平是未缺失株的1/7，V基因转染试验也获得相似的结果。本项目围绕两株朱鹮源新城疫病毒Shaanxi06和Shaanxi10株，先后对两株病毒的生物学特性，基因变异情况及V蛋白关键功能区展开研究。结果显示：两株朱鹮源NDV Shaanxi06和Shaanxi10，F蛋白裂解位点氨基酸序列均为112R-R-Q-K-R-F117，与强毒株F0蛋白裂解序列相符，但Shaanxi06为强毒，而Shaanxi10为中强毒株；序列分析发现两株病毒均为NDV class II群，Shaanxi06属于VIId亚型，Shaanxi10属于一个新的基因亚型VIi，这是本研究新发现的一个毒株；对20株不同宿主来源、毒力和基因型的NDV毒株V基因进行分析发现20株NDV分离株V基因的核苷酸同源性在80.4%～100%，氨基酸同源性在67.5%～100%，这一结果与对应的F基因分析结果相似，证明V蛋白也可作为NDV遗传变异分析的参考基因之一；V蛋白N端55～105位和C端135～172位是高变区，N端起始MATF/LTDAEI、132KKG134、177HRRE180、182SISW185、C端1个组氨酸和7个半胱氨酸残基形成的锌指结构基序高度保守；不同新城疫病毒毒株在DF-1细胞上诱导 IFN-β 生成差异研究发现，NDV V蛋白诱导干扰素生成能力与病毒致病性密切相关，与病毒的宿主来源并无关联，功能域研究发现，V蛋白N端110～124位缺失对I型干扰素产生没有影响，V蛋白C端大锌指结构区域H177、C196、C221和C224残基是V蛋白结合MDA5抑制DF-1细胞IFN-β非必需氨基酸，而小锌指结构区域C200、C212、C214和C217是必需残基。综上所述，通过本研究，我们证实了朱鹮携带新城疫强毒和中强毒，这可能是引起朱鹮死亡的重要原因之一，而朱鹮携带新城疫病毒虽然毒力分子特征相同，但毒力存在差异；证实在研究新城疫遗传变异特征时，V蛋白可以类似F，作为分析新城疫变异的靶基因之一，同时我们证实V蛋白C短锌指结构区是V蛋白的关键功能区，推进了对新城疫病毒拮抗干扰素机制的理解。