基于核酸适配体筛选的细胞靶蛋白在石斑鱼虹彩病毒侵染宿主细胞中的作用机制研究

Groupers, Epinephelus spp. are commercially important seafood fish. In recent years, however, the outbreaks of Singapore grouper iridovirus (SGIV) have caused high mortality and substantial economic losses. In order to explore the mechanism of SGIV infection, we generated four DNA aptamers against SGIV-infected grouper spleen cells (GS) using systematic evolution of ligands by exponential enrichment technology (SELEX) in our previous study. Aptamers were able to inhibit SGIV infection, and could be efficiently internalized into SGIV-infected cells and localized at the viral assembly sites. So far, property of aptamers' cell target proteins, the roles of target proteins during SGIV infection remain poorly understood. In this study, we will try to separate and identify aptamers' target proteins on the surface of SGIV-infected cells. Then the function and functional mechanisms of target proteins during SGIV infection will be investigated. The results will be beneficial to further understanding the mechanisms of responses in fish during SGIV infection, and the aptamers could potentially be applied as rapid molecular diagnostic test reagents and therapeutic drugs targeting SGIV.

石斑鱼是名贵的海水养殖鱼类，但近年来石斑鱼虹彩病毒（Singapore grouper iridovirus, SGIV）的爆发重创石斑鱼养殖业。为深入了解SGIV侵染致病的分子机理，前期工作中，我们以SGIV侵染的石斑鱼脾细胞为靶细胞，创新地运用SELEX技术筛选获得特异性识别SGIV侵染细胞的核酸适配体。这些核酸适配体具有良好的抗病毒效果，而且与感染病毒的细胞膜上靶标结合后，以主动内吞方式进入细胞，定位在病毒加工厂。然而，核酸适配体的靶标蛋白性质、靶标蛋白对SGIV侵染宿主细胞的作用及作用机制目前尚不清楚。因此本项目将利用这些适配体，分离并鉴定出其在病毒侵染细胞膜上的靶标蛋白，并且对靶标蛋白在SGIV侵染宿主细胞过程中的作用和作用机制进行深入研究。研究成果将从崭新的角度阐明SGIV侵染致病的分子机理和宿主细胞应答机制，同时对有针对性地发展抗虹彩病毒药物和防控技术具有重要的理论指导意义。

石斑鱼是名贵的海水养殖鱼类，但近年来石斑鱼虹彩病毒(Singapore grouper iridovirus, SGIV)的爆发重创石斑鱼养殖业。为深入了解SGIV侵染致病的分子机理，前期工作中，我们以SGIV侵染的石斑鱼脾细胞为靶细胞，创新地运用SELEX技术筛选获得特异性识别SGIV侵染细胞的核酸适配体。核酸适配体具有良好的抗病毒效果，而且与感染病毒的细胞膜上靶标结合后，以主动内吞方式进入细胞，定位在病毒加工厂。然而，核酸适配体的靶标蛋白性质、靶标蛋白对SGIV侵染宿主细胞的作用及作用机制目前尚不清楚。因此本项目利用适配体分离并鉴定出其在病毒侵染细胞膜上的靶标蛋白，并且对靶标蛋白在SGIV侵染宿主细胞过程中的作用和作用机制进行深入研究。研究结果显示，1）核酸适配体Q5在SGIV病毒感染细胞上的靶标蛋白是石斑鱼虹彩病毒的主要衣壳蛋白major capsid protein (MCP)；2）SGIV MCP基因是一个晚期基因，该基因编码表达的MCP蛋白能够促进宿主细胞分裂增殖和病毒复制，并且MCP蛋白参与了SGIV感染诱导的细胞炎症反应和免疫应答，以及SGIV感染诱导的细胞抗氧化反应；3）系统研究了靶标蛋白MCP影响SGIV侵染宿主细胞的作用机制。研究结果显示，靶标蛋白MCP进入SGIV侵染的宿主细胞依赖网格蛋白介导的内吞途径，依赖低 pH 条件，同时需要Dynamin参与，依赖于胆固醇和膜流动性，但不涉及小窝/脂筏依赖的内吞作用，不依赖巨胞饮途径，并且Q5的靶标蛋白内吞进入宿主细胞依赖细胞骨架微丝。研究成果从崭新的角度阐明SGIV侵染致病的分子机理和宿主细胞应答机制，同时对有针对性地发展抗虹彩病毒药物和防控技术具有重要的理论指导意义。