RACK1 调控NF-κB 信号通路在猪繁殖与呼吸综合征病毒感染致病中的作用与机制

RACK1 (Receptor for activated C kinase 1) interacts with many kinases and receptors (e.g., integrins) on the cell membrane, plays crucial roles in multiple cell signaling pathways and correlates to the development and progression of various diseases. In our previous studies, we found that the expression level of RACK1 in Marc-145 cells infected by PRRSV is significantly higher than that in PRRSV negative cells. During the PRRSV infection in Marc-145 cell line, we also observed that knocking-down RACK1 by siRNAs promoted NF-κB activation。However, the detailed mechanisms are not yet clear. This project aims to systematically investigate the functions and mechanisms which RACK1 may play in the NF-κB signal pathway induced by PRRSV infection in cell lines, animal model , to elucidate the distinct roles RACK1 plays in different phases of PRRSV infection related lung tissues, and to reveal how RACK1 regulates NF-κB activation by PRRSV infection through integrins. The implementation of this project will help us better understand the pathogenic mechanisms of PRRSV infection，and pave the way for the discovery of novel targets against PRRSV infection associated diseases.

RACK1 与多种激酶及膜受体(如整合素)相互作用，在细胞应答过程中发挥重要作用，与多种病毒感染密切相关。我们前期研究发现，RACK1在感染PRRSV的Marc-145细胞中高度表达，阻断Marc-145细胞中RACK1 表达可上调由PRRSV感染引起的NF-κB 信号通路激活，但其具体的机制尚未明确。本研究拟通过细胞体外实验及仔猪体内实验系统地研究RACK1 在PRRSV感染诱导的NF-κB 信号通路激活中的作用及其机制，阐明RACK1 在PRRSV感染相关病变发生、发展不同阶段的作用；探讨RACK1 如何通过与整合素作用以调控PRRSV感染诱导的NF-κB 信号通路。本研究的实施将进一步阐明PRRSV感染致病机制，为PRRSV感染的防治寻找有效靶点。

我国是 PRRSV高发国之一，PRRSV感染的诊治耗费了大 量资源，且效果不佳。因此，如何有效控制该病的流行是我们面临的严峻挑战和重大课题。.本研究通过细胞及仔猪实验系统研究RACK在PRRSV感染诱导的NF-κB信号通路激活中的作用及其机制，阐明RACK1在PRRSV感染中的作用；探讨RACK1如何通过与整合素作用以调控PRRSV感染诱导的NF-κB信号通路。本研究的实施将进一步阐明PRRSV感染致病机制，为PRRSV感染防制寻找有效靶点。通过课题研究，取得如下成果：.1..在接毒后所有时间点，RACK1在Marc-145细胞中的表达水平均显著高于未接毒对照组，并检测到磷酸化p65蛋白，提示PRRSV感染会激活NF-κB信号通路并上调RACK1的表达。.2..过表达RACK1可显著促进PRRSV在细胞中的增殖，上调NF-κB信号通路；沉默RACK1则抑制PRRSV的增殖及NF-κB信号通路。表明RACK1在PRRSV感染增殖及激活NF-κB通路中发挥重要作用，是PRRSV实现有效感染不可或缺的宿主因子。.3..利用His标签重组表达、pull-down和蛋白质谱技术，获得与RACK1蛋白特异性结合的宿主整合素蛋白β3。进一步的实验结果显示：在病毒接种后所有时间点，整合素β3的表达水平均显著升高，提示β3和PRRSV感染增殖可能存在正相关关系。阻断整合素β3可显著抑制病毒增殖与NF-κB激活；过表达整合素β3则增强了PRRSV在Marc-145细胞中的增殖和NF-κB激活。表明宿主蛋白整合素β3是PRRSV感染Marc-145的重要分子，可能以正反馈形式调控PRRSV感染及NF-κB信号通路的激活。.4..当RACK1表达被抑制后，整合素β3的表达明显减少; 反之，当过表达整合素β3，RACK1的表达量也随之升高。表明整合素β3和RACK1之间存在相互调节关系。.5..为明确阻断 RACK1对PRRSV感染的影响，人工感染实验仔猪，皮下注射 RACK1 抑制剂地喹氯铵（ DECA)，检测 RACK1和病毒蛋白的表达以及NF-κB信号通路激活。与接毒对照组相比，注射EDCA后，仔猪发病情况相对较轻，病毒基因及蛋白表达均较低；NF-κB信号通路激活程度也不高。表明RACK1以正调控方式参与了PRRSV感染，阻断RACK1可显著减轻病毒感染对机体造成的损伤。研究获得