宿主自噬相关因子Bif-1在狂犬病病毒诱导神经细胞自噬中的作用与调控机制研究

Rabies, caused by rabies virus (RABV), is a major zoonotic disease with a mortality rate of almost 100%, which remains an important public health problem in China. After central nervous system infected by virus, neuronal autophagy plays an important role in antiviral immune response and protection of neuron. Our previous studies showed that RABV infection could induce neuronal autophagy which was related to Beclin 1; the expression of the host autophagy related factor Bif-1 (Bif-1 interacted with Beclin 1 to promote autophagy) had significant differences after RABV infection; Bif-1 was found to co-localize with LC3 in infected cells. The results indicated that Bif-1 was involved in neuronal autophagy induced by RABV. Based on the early background research, this study will discuss the relationship between Bif-1 and neuronal autophagy induced by RABV and research Bif-1 mediated neuronal autophagy effect on the pathogenicity of RABV and host antiviral immune response. Moreover, the study wants to find the regulation and molecular mechanism of Bif-1 on neuronal autophagy. It provides the groundwork for further study of infection characteristics and pathogenic mechanism and development of new treatment drugs and targets.

狂犬病是由狂犬病病毒（Rabies virus, RABV）引起的重要人兽共患病，其致死率几乎为100%，对公共卫生安全造成巨大威胁。病毒感染中枢神经系统后，神经细胞自噬在抗病毒免疫应答和保护神经细胞功能等方面发挥重要作用。前期研究表明：RABV感染后可诱导神经细胞发生Beclin 1相关的细胞自噬，且宿主自噬相关因子Bif-1（Bif-1可与Beclin 1相互作用促进自噬的发生）的表达存在显著差异，病毒感染细胞中Bif-1与LC3共定位表达，表明Bif-1参与了RABV诱导的神经细胞自噬。本研究拟在前期研究基础上揭示Bif-1与RABV感染诱导神经细胞自噬的相互关系，研究Bif-1介导神经细胞自噬对RABV致病性和宿主抗病毒免疫应答的影响，阐述Bif-1对神经细胞自噬的调控及其分子机制，为进一步研究RABV的感染特性和致病机制，筛选新型治疗药物和靶点奠定基础。

狂犬病是由狂犬病病毒（RABV）感染引起的重要人兽共患传染病，其致死率几乎100%，对人类健康和公共卫生安全构成重要威胁。狂犬病病毒感染中枢神经系统后，神经细胞自噬在抗病毒免疫应答和保护神经细胞功能方面发挥重要作用。本项目利用CRISPR-Cas9等技术构建了表达Bif-1蛋白不同亚型的重组真核表达质粒和基因敲除小鼠；建立了小鼠原代神经元细胞RABV感染模型，并检测了RABV感染神经元细胞后自噬和凋亡水平的变化，发现RABV感染可诱导细胞发生不完全自噬，过表达Bif-1c亚型可抵抗RABV感染诱导的细胞凋亡。构建了表达Bif-1蛋白不同亚型的重组腺病毒，基于过表达和基因沉默等技术研究了Bif-1蛋白对RABV体外复制的影响，发现Bif-1a对RABV在原代神经元细胞中的复制具有促进作用，Bif-1c对RABV在原代神经元细胞和N2a细胞中的复制具有抑制作用。利用狂犬病病毒反向遗传操作系统分别构建了表达Bif-1a/c蛋白的重组狂犬病病毒，发现两株重组病毒和母本毒株具有相似的生物学特性，表达Bif-1c的重组病毒的体内致病性显著低于表达Bif-1a的重组病毒和母本病毒，表明Bif-1c在宿主中枢神经系统清除病毒过程中发挥重要作用。利用Confocal等技术分析了Bif-1蛋白与狂犬病病毒结构蛋白的相互作用，发现Bif-1c蛋白与RABV P/M蛋白在细胞质中存在明显的共定位，而Bif-1a蛋白与RABV 结构蛋白无共定位现象。进一步研究发现Bif-1c过表达和敲低后RABV感染细胞转录组差异因子高度靶向细胞凋亡和自噬相关通路。研制了表达树突状细胞靶向分子MAB2560的重组狂犬病病毒基因工程灭活疫苗和具有暴露后治疗作用的光热剂N+TT-mCB。项目累计在Advances science等杂志发表研究论文5篇，申请国家发明专利2项，培养博硕士研究生5名。研究结果为进一步研究RABV致病的分子机制和筛选新型靶向救治药物奠定了基础。