猪ISG15调控伪狂犬病病毒复制的分子机制

Pseudorabies virus is an important pathogen that endangers the healthy development of worldwide swine industry, and it is extremely hard to prevent and control pseudorabies due to the immune evasion and infectious way of PRV. Interferon-stimulated gene 15, an early discovered IFN-induced protein, plays an important role in anti-virus immune response. Our previous study found that pISG15 plays an immune regulation role in PRV replication, however, the specific mechanism remains unclear and the regulation mechanism need to be elucidated. Based on our previous research, this project is firstly aimed to determine the regulation function of PRV replication on pISG15/ISGylation。And then we will analyze the effect of pISG15/ISGylation on PRV replication by the methods of RNA interference and plague forming assay, and pISG15-/- cell line constructed by CRISPR/Cas9 system. Finally, we will determine the effect of pISG15/ISGylation on IFN-β anti-PRV replication, to reveal the immune evasion mechanism of PRV mediated by pISG15. This project will be of great significance to reveal the immune evasion mechanism of PRV.

伪狂犬病病毒（PRV）是危害世界养猪业健康发展的重要病原，其免疫逃逸和潜伏感染导致猪伪狂犬病的防控难度极大。ISG15（Interferon-stimulated gene 15）作为干扰素诱导蛋白在宿主抗病毒效应中发挥重要作用。我们前期研究发现猪源ISG15（pISG15）在PRV复制中具有潜在免疫调节作用，但其相关机制尚不清楚。在此基础上，本项目首先分析PRV感染对pISG15/ISGylation表达的调控。然后通过CRISPR/Cas9构建pISG15敲除细胞系，应用病毒噬斑和RNAi等方法，明确pISG15/ISGylation对PRV复制的影响。最后通过双荧光报告实验等方法，检测pISG15/ISGylation对IFN-β抗PRV复制的影响，来探究pISG15介导的PRV免疫逃逸机制。本项目对揭示PRV的免疫逃逸机制具有重要意义。

ISG15（Interferon-stimulated gene 15）作为干扰素诱导蛋白在病毒感染中发挥着抗病毒或前病毒的作用。尽管多种病毒通过限制ISG蛋白的表达对抗宿主的抗病毒效应，但是我们发现猪伪狂犬病病毒（pseudorabies virus，PRV）感染PK15细胞后显著增加ISG15的表达。然而，关于宿主ISG15介导的抗病毒策略的研究很有限。本项目研究发现PRV诱导的游离态ISG15和结合态ISG15的表达上调依赖病毒基因的表达。研究通过结合抑制实验证实ISG15发挥抗病毒作用主要依赖其游离态，并抑制PRV病毒粒子的释放。敲除ISG15后通过抑制IRF3的激活而干扰IFN-β的产生，进而促进PRV复制。分子机制研究表明，游离态ISG15通过增强STAT1/STAT2的激活和核定位，以促进IFN-α介导的抗PRV活性。另外，游离态ISG15通过与STAT2的相互作用促进STAT1/STAT2/IRF9 （ISGF3）复合物的形成，以及ISGF3诱导的ISRE的活性，进而促进下游基因转录。重要的是，体内实验证实ISG15敲除小鼠对PRV更易感，进一步证实了ISG15的体内抗病毒活性。该项目的研究结果证实了游离态ISG15在机体IFN-α诱导的抗病毒活性中的重要性。