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非洲猪瘟(ASF)严重影响养猪业,其病毒(ASFV)的免疫调控机制不明。研究人员开展了 ASFV 的 pS183L 蛋白对 RLR 信号通路影响的研究。结果发现 pS183L 抑制 MDA5 寡聚化,干扰 IFN-β 信号通路。该研究为 ASF 防控提供新靶点,意义重大。
非洲猪瘟(ASF)自 1921 年在肯尼亚被发现以来,像一场可怕的瘟疫,在非洲、欧洲、亚洲等地不断蔓延。2018 年,高致死性的基因型 II ASFV 毒株在中国沈阳出现,随后几乎席卷了中国所有省份,给养猪业带来了沉重打击,造成了巨大的经济损失。之后,低毒力的基因型 II 毒株以及基因型 I 毒株陆续出现,甚至还发现了高致死的基因型 I 和 II 重组毒株,这使得 ASF 的防控形势愈发严峻。
非洲猪瘟病毒(ASFV)作为双链 DNA 病毒,其基因组庞大,编码 150 - 200 种病毒蛋白,这些蛋白参与病毒的复制、装配、免疫逃逸等过程。然而,近一半的病毒蛋白功能,尤其是免疫调节蛋白的功能仍不明确,这严重阻碍了有效疫苗和抗病毒药物的研发。
在机体对抗病毒感染的过程中,I 型干扰素(IFN-I)反应是重要的第一道防线,由模式识别受体(PRRs)识别病原体相关分子模式(PAMPs)触发。其中,视黄酸诱导基因 I(RIG-I)样受体(RLRs)在抗病毒感染中发挥着关键作用,但它在 DNA 病毒感染中的作用却知之甚少。尽管已有研究表明 ASFV 感染会激活 cGAS - STING 信号通路诱导 I 型干扰素反应,且 RIG-I 和 MDA5(黑色素瘤分化相关蛋白 5)的转录在 ASFV 感染早期会被激活,但具体的调控机制以及相关的 ASFV 蛋白仍不清楚。
为了深入探究这些问题,南京农业大学等机构的研究人员开展了相关研究。研究发现,一个此前未被鉴定的 ASFV 蛋白 pS183L,能够通过抑制 MDA5 寡聚化来负向调节 RLR 信号通路,进而干扰 MDA5 介导的 IFN-β 信号传导。这一发现为理解 ASFV 的免疫逃逸机制提供了新的视角,也为非洲猪瘟的防控提供了潜在的新靶点。该研究成果发表在《Veterinary Research》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是双荧光素酶报告基因实验,通过检测荧光素酶活性来分析相关蛋白对 IFN-β 启动子活性的影响;其次是共免疫沉淀实验,用于分析蛋白质之间的相互作用;此外,还运用了 RNA 提取和 RT - qPCR 技术,检测免疫相关基因的表达水平。
下面来看具体的研究结果:
- ASFV pS183L 减弱 MDA5 介导的 IFN-β 激活:研究人员利用双荧光素酶报告基因实验,对多个 ASFV 编码蛋白进行筛选,发现 pS183L 能够减弱 MDA5 介导的 IFN-β 启动子活性,而对 RIG-I 或 cGAS - STING 介导的 IFN-β 启动子活性没有影响,这表明 pS183L 可能抑制 MDA5 介导的 IFN-β 信号通路。
- ASFV pS183L 抑制 dsRNA 触发的 IFN-β 产生:研究人员用高分子量(HMW)和低分子量(LMW)的聚肌胞苷酸(poly (I:C))分别激活 RIG-I 或 MDA5,然后通过 RT - qPCR 检测 IFN-β 的转录水平。结果显示,过表达 pS183L 会降低 IFN-β mRNA 水平,尤其是在 HMW poly (I:C) 处理时,同时炎症细胞因子 TNF-α 和干扰素刺激基因 ISG54 的 mRNA 水平也下降。这表明 pS183L 通过靶向 MDA5 介导的途径调节 RLR 信号。
- ASFV pS183L 抑制 MDA5 和 MAVS 之间的 RLR 信号传导:双荧光素酶报告基因实验表明,pS183L 能够减弱 MDA5 对 IFN-β 启动子的激活,而对 RIG-I、MAVS 或 TBK1 的激活没有影响。免疫印迹结果显示,过表达 pS183L 会减弱 poly (I:C) 刺激的 p - TBK1、p - IRF3 和 p - IκBα 的表达,且呈时间依赖性。这些结果表明 pS183L 在 MDA5 下游、MAVS 上游抑制 IFN-β 信号传导。
- ASFV pS183L 与 MDA5 相互作用:通过共免疫沉淀实验发现,pS183L 与 MDA5 存在相互作用,且在 ASFV 感染的肺泡巨噬细胞(PAMs)中也得到了验证。间接免疫荧光实验显示,pS183L 与 MDA5 在细胞质中共定位。进一步研究发现,pS183L 与 MDA5 的 CARD 结构域和螺旋酶结构域相互作用,这可能会破坏 MDA5 与 MAVS 的相互作用,从而抑制 IFN-β 的产生。
- pS183L 抑制 MDA5 寡聚化:共免疫沉淀和半变性去污剂琼脂糖凝胶电泳(SDD - AGE)实验表明,pS183L 能够破坏 MDA5 的寡聚化,随着 pS183L 表达量的增加,MDA5 寡聚化水平逐渐降低。这说明 pS183L 通过与 MDA5 相互作用,抑制 MDA5 寡聚化,进而阻断 MDA5 招募 MAVS,最终减弱 IFN-β 的产生。
研究结论和讨论部分指出,尽管 ASF 已被发现百年,但目前仍没有安全有效的疫苗。本研究首次发现 ASFV 的 pS183L 蛋白通过靶向 MDA5 负向调节先天免疫反应,这为深入理解 ASFV 的免疫逃逸机制提供了重要依据。同时,鉴于 pS183L 是首个被发现靶向 MDA5 下调 RLR 信号的 ASFV 蛋白,后续研究可围绕构建 S183L 缺失病毒,评估其在体内外病毒复制中的作用,有望为非洲猪瘟的防控开辟新的道路。