马传染性贫血病毒囊膜蛋白羧基端调控病毒复制的分子机制研究

The equine infectious anemia virus (EIAV) attenuated vaccine developed in China is the first vaccine that has been successfully applied in the field. This vaccine provides a unique model for the study of pathogenic mechanism and immune protection of lentivirus. Our preliminary studies revealed that a premature stop codon was generated in the envelope gene (env) of the vaccine strain adapted in fetal donkey dermal (FDD) cells. This mutation resulted in a truncation of 154 residues at the C-terminal tail (CTT) of Env. Further studies revealed that the CTT truncation enhanced the replication of EIAV vaccine strain in FDD cells, but reduced the virus replication in equine monocyte-derived macrophages (eMDM), the principle target cell of EIAV. In addition, CTT truncation changed the sub-cellular localization of Env and promoted the virus release from the cells. These results implicated that EIAV may interact with different cellular factors via its CTT to regulate viral replication in FDD and eMDM cell. In this proposal, we will further investigate the effects of CTT truncation on the entry, assembly and release of EIAV, and identify host factors that interact with the Env CTT in both of FDD and eMDM. We will also define the molecular mechanisms of these proteins in regulating viral replication. This proposed study is expected to increase the knowledge on EIAV replication, especially on the interaction between viral proteins and cellular factors, which will benefit studies on pathogenesis and antiviral drugs of other lentivirus.

我国研制的马传染性贫血病毒（EIAV）弱毒疫苗是唯一成功应用的慢病毒弱毒疫苗，为研究慢病毒致病机制和免疫保护提供了独特模型。我们的前期研究发现，在驴胎皮肤细胞FDD中致弱的EIAV疫苗株囊膜基因env出现表达提前终止突变，其编码的囊膜蛋白Env在羧基端（CTT）缺失了154个氨基酸。该突变提高了病毒在FDD中的复制能力，但减弱了在主要靶细胞马巨噬细胞eMDM中的复制能力，并改变了Env在细胞内的定位，促进了病毒释放。上述现象提示，FDD和eMDM中可能存在不同的蛋白分子，通过CTT调控病毒复制。本项目将深入研究CTT在调节EIAV侵入、装配和释放过程中的作用，筛选上述两种细胞中与CTT相互作用的宿主蛋白，并鉴定其调控病毒复制的分子机制。本研究结果将进一步增加对EIAV复制机制的理解，促进EIAV与宿主细胞相互作用的认识和研究系统的建立，并为其他慢病毒致病机制研究及抗病毒药物设计提供参考。

我国研制的马传染性贫血病毒（EIAV）弱毒疫苗是唯一成功应用的慢病毒弱毒疫苗，是研究慢病毒致病机制和免疫保护的独特模型。研究发现，EIAV驴胎皮肤细胞弱毒疫苗囊膜基因env出现了表达提前终止，其编码的囊膜蛋白Env在羧基端（CTT）缺失了154个氨基酸。并且该突变影响病毒在体外的复制。为研究CTT调控病毒复制的分子机制，本项目系统研究了CTT在EIAV侵入、装配和释放过程中的作用。发现CTT截短型病毒在上清中的表达量显著高于野生型，而细胞内病毒蛋白的表达量没有明显差异，表明CTT可以抑制EIAV的释放；CTT截短适度增加了病毒对靶细胞的侵入能力。通过比较野生型和CTT截短型Env的表达特征，发现CTT的截短促进了Env的释放；截短型Env的切割效率明显高于野生型Env，证明了CTT可以抑制Env的切割，并确认Env的763到864位氨基酸是调节其切割的关键区域；CTT截短增加了Env在细胞膜的分布，同时减弱了Env的内吞，提示CTT通过增加Env的内吞，进而减弱Env在细胞膜的分布。上述结果表明，CTT可以通过抑制Env的切割效率和细胞内转运，调控EIAV的释放。据此，我们推测CTT在EIAV Env的切割和转运过程中发挥负调控作用，以调控病毒粒子的产生和免疫原暴露之间的平衡。.另外，发现在CTT的读码框内包含一个独立的开放阅读框（长369bp），它与env基因C末端完全重叠，我们将其编码的病毒蛋白命名为S4。对S4的生物学功能研究发现，S4可以拮抗宿主限制因子tetherin的抗病毒活性，促进病毒粒子的释放。S4通过限制tetherin的转运过程，减弱后者在细胞膜的表达，进而促进病毒粒子的释放。本研究改变了对EIAV基因组结构组成的认识，促进了对 EIAV 复制机制和致病机制的理解。.在本项目的支持下，发表SCI文章6篇，核心期刊1篇。培养博士研究生2名，硕士研究生4名。