线粒体蛋白C11orf83干扰素非依赖抗病毒效应机制研究

The innate immune response is the first line of defense against viruses. Recently it has been found that mitochondria play a key role in antiviral innate immunity.C11orf83 is a newly discovered mitochondrial protein located in the mitochondrial inner membrane. In our previous study it was found that C11orf83 was up-regulated after cell infection with RNA virus, overexpression of C11orf83 could inhibit RNA virus replication in cells, and virus replication would increase after C11orf83 knockout; moreover, C11orf83 could activate the RNase L antiviral effect by promoting the expression of oligoadenylate synthase 3 (OAS3) in an interferon-independent way. These findings are not reported until now. In this study we will mainly explore the interferon-independentbroad-spectrum antiviral effects of C11orf83 based on in vitro experiments, especially study the mechanism of antiviral effects of C11orf83 through regulating OAS3-RNase L system. This study could extend the understanding of the anti-virus innate immunity, reveal the new mechanism of antiviral responses in cells, and provide new idea for antiviral drug research and development, which has good innovation and academic value.

天然免疫是抗病毒感染的第一防御，近年来发现线粒体在抗病毒天然免疫反应中发挥关键作用。C11orf83是新发现的一个线粒体蛋白，位于线粒体内膜。我们在前期研究中发现，C11orf83在细胞感染RNA病毒后表达上调，过表达C11orf83抑制RNA病毒在细胞内的复制，敲除C11orf83病毒复制增加；C11orf83可通过促进寡聚腺苷酸合成酶3（OAS3）表达激活RNase L抗病毒效应，且不依赖干扰素途径。这些发现目前国内外均未见报道。本研究中我们将基于体外实验主要研究C11orf83的不依赖于干扰素的广谱抗病毒作用，特别是C11orf83通过调控OAS3-RNase L系统发挥抗病毒效应的分子机制。本项目的研究将进一步加深我们对抗病毒天然免疫机制的认识，揭示细胞内新的抗病毒机制，为抗病毒药物研发提供新的思路，具有非常好的创新性和学术价值。

天然免疫在抗病毒感染中发挥了第一防御的作用。近年的研究发现线粒体在细胞的抗病毒天然免疫反应中发挥着关键作用，而线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）参与 RLRs信号途径被认为是目前线粒体主要的抗病毒机制。C11orf83/UQCC3作为新发现的线粒体内膜蛋白，我们前期研究发现C11orf83具有RNA病毒感染敏感性和抗病毒作用，因此我们推测C11orf83是线粒体抗病毒效应的又一重要分子，本研究旨在证实线粒体内膜蛋白 C11orf83 对RNA和DNA病毒的广谱抗病毒效应，并探讨其抗病毒机制。.基于前期发现C11orf83蛋白的RNA病毒感染敏感性及抗病毒效应后，我们进一步发现C11orf83 过表达HEK293细胞内OASs 高表达，尤其是 OAS3 蛋白，在HEK293细胞感染VSV后，OAS3在转录水平明显增加；C11orf83 缺失时宿主细胞在病毒感染后OAS3 升高幅度受限，C11orf83 过表达HEK293细胞中采用siRNA技术干扰OAS3或RNaseL均可导致细胞抗病毒能力受损，提示OAS3在C11orf83的抗病毒过程中可能发挥重要作用。干扰素刺激HEK293细胞、干扰素受体缺失HEK293细胞或干扰素中和抗体作用HEK293细胞后，无论细胞是否被VSV感染，其细胞内C11orf83表达并不受干扰素路径影响，提示C11orf83通过OAS3-RNaseL途径介导的抗RNA病毒效应为干扰素非依赖性。对于DNA病毒，现初步证明线粒体蛋白C11orf83对HBV有一定敏感性，但仅在HepG2.2.15细胞过表达C11orf83时观察到HBV病毒抑制作用，提示稳定表达HBV细胞株中C11orf83抗病毒作用异常，其表达缺失无法增加病毒增殖。同时课题的扩展研究发现HBV病毒可诱导单核细胞表面髓样细胞触发性受体1（TREM-1）表达，TREM-1可通过炎症因子IL-6,IL-1β和TNF-α等介导局部炎症反应和肝损伤，并激活肝星状细胞促其活化和增殖参与肝组织纤维化。本项目中值得关注的是发现了除MAVS外的具有抗病毒效应的线粒体蛋白——C11orf83，并证实C11orf83对RNA病毒可通过干扰素非依赖的OAS3-RNaseL途径抑制病毒，进一步完善和证明其对DNA病毒的抗病毒效应能为抗病毒机制的深入了解，为抗病毒药物研发提供新的思路。