柯萨奇病毒B5调控宿主细胞天然免疫应答NF-κB信号通路分子机制的研究

Hand, foot, and mouth disease (HFMD) is an acute infectious disease among young children by enterovirus infection, and coxsackievirus B5 (CVB5) is an important pathogen causing HFMD. Our previous research was found that after CVB5 infected cells, the levels of cytokines IL-1β, MCP-1 and TFN-α decreased. In addition, NF-κB promoter activity, p65 mRNA and protein expression were significantly reduced. The results showed that CVB5 inhibited the NF-κB signaling pathway and we speculate that CVB5 non-structural protein (NSP) plays a major role in mediation of host innate immune response. We will use cells transfect with a reporter gene and NSP gene recombinant vector by CVB5 infection and identify one of CVB5 NSPs which can regulate the NF-κB signaling on the promoter activity, mRNA copies and protein levels. At the same time, select the target proteins and its domain interacted with the NSP in the CVB5 infected cell by co-immunoprecipitation, and investigate the function of the target proteins on CVB5 infection and replication. Our research will elucidate the molecular mechanism in the regulation of host innate immune response by CVB5 NSP, and uncover the viral pathogenesis mechanism. It will provide scientific evidence for the prevention and treatment of CVB5 infection.

手足口病是由肠道病毒感染引起的儿童急性传染病，柯萨奇病毒B5（CVB5）是引起儿童手足口病的重要病原体。我们前期研究发现，CVB5感染细胞后，细胞因子IL-1β、MCP-1和TFN-α含量减少，此外，NF-κB启动子活性、p65 mRNA及蛋白表达水平均明显降低，以上结果表明CVB5负调控宿主天然免疫应答NF-κB信号通路，我们推测是由于CVB5非结构蛋白（NSP）发挥了主要作用。本课题拟采用CVB5感染含有报告基因和NSP基因重组载体转染的细胞，通过检测启动子活性、mRNA和蛋白质水平，明确CVB5 NSP对NF-κB信号通路的调节机制；同时通过免疫共沉淀等筛选与CVB5 NSP相互作用的靶蛋白，分析靶蛋白对CVB5感染和复制的影响。本研究将阐明CVB5 NSP在感染细胞内调控天然免疫应答的分子机制，揭示病毒感染导致疾病的致病机理，为预防和治疗CVB5感染提供科学依据。

手足口病（Hand-Foot-and-Mouth Disease, HFMD）是由多种肠道病毒感染引起的儿童急性传染病。近些年研究证据显示，柯萨奇病毒B5（Coxsackievirus B5, CVB5）是手足口病的重要病原体之一。CVB5不仅参与了HFMD的爆发，而且能够引起严重的无菌性脑炎、心肌炎以及糖尿病等疾病。然而，目前尚缺乏有效的抗病毒药物及特异性疫苗。病毒的感染和宿主的天然免疫应答是一场博弈。在机体内，宿主的天然免疫应答为维持机体内环境平衡而抑制病毒复制，而病毒为生存则进化出一系列措施逃逸机体的免疫应答。对于小RNA科肠道属病毒，已证实，病毒自身非结构蛋白（non-structure protein, NSP）具有酶活性，在病毒增殖及宿主免疫应答中发挥着重要作用，推测病毒利用自身的NSPs可能是逃逸天然免疫应答的首选重要策略。本研究首先证明了CVB5负调控天然免疫NF-κB信号通路。其次，进一步明确了CVB5 NSPs中3D（CVB5 3D）在CVB5负调控天然免疫NF-κB信号通路发挥重要作用。随后，利用LC-MS/MS分析，筛选获得了具有显著下调且与CVB5 3D聚合酶相互作用的胞内蛋白质TAB1，其重要作用结构域为TAB1 90-96aa。CVB5 3D聚合酶促进了TAB1进入细胞核并通过溶酶体途径降解其表达。最后，揭示了TAB1通过促使IκBα磷酸化，激活p65表达，促进下游炎症因子的表达，进而发挥抗CVB5的作用。同时还发现，TAB1也可抑制EV71复制。因此推测，TAB1可能在抑制手足口病病毒复制中具有重要作用。阐明CVB5的非结构蛋白及其相互作用的靶蛋白，有助于探索病毒对细胞内天然免疫应答的调控作用，为研制抗CVB5感染的药物提供了作用靶点，同时为治疗CVB5引起的病毒性疾病奠定理论基础。