主要储库蛋白通过促进细胞凋亡来抑制CSFV的复制

《Veterinary Microbiology》:Major vault protein inhibits CSFV replication by promoting cell apoptosis

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:Veterinary Microbiology 2.7

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  CSFV感染上调PK-15细胞中MVP表达,MVP通过促进Bax、caspase-3/9凋亡蛋白表达及抑制Bcl-2,抑制病毒复制,证实MVP在抗CSFV中起关键作用,可作为治疗靶点。

  
罗碧豪|苏娜|权月涵|李宁|陈晨|张亮|徐磊|郭康康
中国陕西省杨陵市西北农林科技大学兽医学院,邮编712100

摘要

经典猪瘟病毒(CSFV)仍然是对全球养猪业构成重大威胁的主要病原体。CSFV感染会调节多种宿主细胞蛋白的表达,某些因素有助于病毒复制,而另一些因素则具有抑制作用。本研究探讨了CSFV感染对Major Vault Protein(MVP)表达的影响,发现CSFV在PK-15细胞中上调了MVP的表达。功能分析表明,MVP的稳定过表达显著抑制了CSFV的复制,而MVP的敲除则增强了病毒的传播。此外,研究发现MVP上调了促凋亡蛋白Bax、caspase-3和caspase-9,同时下调了抗凋亡蛋白Bcl-2。这些结果表明MVP促进凋亡,且MVP介导的凋亡机制有助于抑制CSFV的复制。综上所述,这些发现提示CSFV诱导的MVP上调促进了凋亡,从而限制了病毒的复制。因此,MVP可能成为开发针对CSFV感染的新治疗干预措施的有希望的分子靶点。

引言

经典猪瘟(CSF)是一种毁灭性的猪病,其特征是高烧、厌食、神经系统障碍和脾脏梗死。急性CSF会导致受感染猪群的高发病率和死亡率(Moennig, 2015; Zhou, 2019)。其病原体经典猪瘟病毒(CSFV)属于黄病毒科(Flaviviridae)中的瘟病毒属(Pestiviru)(Thiel et al., 1991)。CSFV是一种正链单链RNA病毒,基因组大小约为12.3 kb,包含5′非翻译区和3′非翻译区以及一个中央开放阅读框。CSFV感染会导致猪严重淋巴细胞减少,进而引发原发性胸腺萎缩,并最终因弥散性血管内凝血和循环衰竭而死亡(Summerfield et al., 1998, 2001; Yuan et al., 2018)。在怀孕母猪中,病毒可穿过胎盘屏障感染胎儿,导致新生仔猪持续感染。CSF的高死亡率主要归因于病毒引起的免疫抑制和持续感染。
Major Vault Protein(MVP)主要位于细胞质中,少量与核膜和核孔复合体相关(van Zon et al., 2003a, 2003b)。MVP是一种多功能蛋白,参与多种细胞过程,包括多药耐药性、免疫调节、核质转运、自噬和凋亡(Zhang et al., 2023; Dong et al., 2022; Chung et al., 2005; Kurusu et al., 2023; Wang et al., 2023)。MVP的分子量约为100 kDa,在真核生物中高度保守。值得注意的是,在丙型肝炎病毒(HCV)、水疱性口炎病毒(VSV)、甲型流感病毒(IAV)和肠道病毒71型(EV71)等病毒感染期间,MVP的表达通过激活SP1信号通路而被诱导(Liu et al., 2015)。这种MVP的上调促进了内源性I型干扰素(IFN-I)的产生和干扰素刺激基因的表达,从而启动了宿主的先天防御机制(Wang et al., 2020a)。此外,MVP的过表达已被证明可以抑制多种病毒的复制和增殖,包括HCV、VSV、IAV和猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)(Wu et al., 2021)。然而,MVP在CSFV复制中的具体作用尚不清楚。
先前的研究表明,CSFV感染通过抑制凋亡来调节宿主的先天免疫。例如,我们小组早期的研究表明,线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)可诱导IFN、IRF3、IL-6和干扰素刺激基因(ISGs)的表达,并通过caspase通路促进凋亡,从而抑制CSFV的复制。相反,CSFV的N???蛋白通过降解IRF3来抵消MAVS介导的凋亡(Dong et al., 2018)。MVP在多种细胞类型中的凋亡调节中起作用。例如,小鼠的破骨细胞中MVP的表达随年龄增长而减少。Wang等人(2023)报告称,MVP敲除在体内和体外均抑制了破骨细胞的凋亡,并证明MVP与死亡受体Fas相互作用以促进凋亡,从而减轻骨质疏松。此外,MVP已被确定为N-(3-oxododecanoyl) homoserine lactone(C12)的靶点,后者通过调节p38激酶通路减少程序性细胞死亡(PCD)(Rayo et al., 2021)。此外,研究表明,在由多种刺激引起的人类原代角质形成细胞和成纤维细胞凋亡过程中,MVP经常发生切割。特别是caspase-1和caspase-9介导MVP的切割,导致这种细胞保护蛋白失活;这些caspase的协同作用在MVP失活后促进上皮细胞的凋亡(Grossi et al., 2020)。总体而言,这些发现强调了MVP作为细胞凋亡重要调节因子的重要性。然而,其在通过凋亡途径调节CSFV复制中的潜在作用仍有待阐明。
在本研究中,我们发现CSFV感染在PK-15细胞中上调了MVP的表达。进一步研究表明,MVP的稳定过表达显著抑制了CSFV的复制,而MVP的敲除则增强了病毒的复制。此外,我们发现MVP促进凋亡,后续分析证实凋亡抑制了CSFV的复制。这些结果表明,MVP通过调节凋亡来调节CSFV的复制,提示MVP可能是开发猪健康管理和抗病毒药物设计中抗CSFV策略的潜在治疗靶点。

实验片段

猪感染实验

我们从西北农林科技大学实验动物中心获得了4只4周大的荷兰长白猪。所有动物均健康,无CSF爆发或疫苗接种史。病毒特异性RT-qPCR检测确认这些猪未感染CSFV、PRRSV和猪圆环病毒2型(PCV2)。动物实验方案已获得西北农林科技大学实验室动物管理和动物福利伦理委员会的审查和批准(伦理审查编号:

CSFV感染增加了PK-15细胞中的MVP表达

我们最初观察到感染猪的各种组织(包括心脏、肝脏、肺和淋巴结)中MVP mRNA水平显著上调(图1A)。为了进一步表征CSFV感染对MVP表达的影响,我们使用RT-qPCR和Western blot分析在感染后多个时间点评估了转录和翻译水平。结果表明,CSFV感染一致地增加了PK-15细胞中的MVP转录(图1B)。

讨论

在本研究中,我们阐明了MVP抵抗CSFV感染的机制。我们发现CSFV感染在宿主细胞中触发MVP的上调,随后通过促进凋亡来抑制病毒复制(图7)。众所周知,CSFV感染会调节多种宿主蛋白的表达。例如,CSFV已被证明可上调同种异体移植炎症因子1(AIF1)和ESCRT机制的成分,同时下调...

资助

本研究得到了国家自然科学基金(资助编号:32272997,资助人:郭康康)和国家自然科学基金(资助编号:32202792,资助人:张亮)的支持。

CRediT作者贡献声明

权月涵:撰写初稿、验证、资源提供、实验设计、数据管理。李宁:验证、资源提供、实验设计、数据管理。陈晨:方法学设计、实验实施。张亮:项目监督、资源提供、写作及审稿编辑。徐磊:写作及审稿编辑、项目监督、方法学设计。郭康康:项目监督、资源提供、项目管理、方法学设计、资金获取、数据分析、数据管理。罗碧豪:写作及审稿

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。
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