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Yang Li Mingshu Wang Anchun Cheng Renyong贾,乔,避开陈,朱行政总裁高德康Mafeng Liu心心赵,Shaqiu张胡安黄Xumin Ou,毛赛,陵,凌张Yunya Liu Leichang锅,本田,Mujeeb Ur Rehman,小越陈, ”鸭肠炎病毒VP16对抗干扰素-β介导的抗病毒先天免疫”,免疫学研究期刊》的研究, 卷。2020年, 文章的ID9630452, 13 页面, 2020年。 https://doi.org/10.1155/2020/9630452
鸭肠炎病毒VP16对抗干扰素-β介导的抗病毒先天免疫
文摘
鸭肠炎病毒(DEV)能够成功逃避宿主先天免疫反应和在受感染的主机建立终身潜伏性感染。然而,研究如何开发逃脱宿主先天免疫仍不足。在这项研究中,第一次,我们发现了一个病毒蛋白VP16 DEV能明显的下调生产干扰素-β在鸭胚成纤维细胞(DEF)。我们的结果表明,异位表达VP16降低鸭干扰素-β(duIFN -β)启动子的激活并显著抑制干扰素的mRNA转录β。进一步研究表明,VP16也可以明显抑制干扰素刺激基因的mRNA转录(isg),如myxovirus抵抗蛋白质(Mx)和干扰素诱导oligoadenylate synthetase-like (OASL)。此外,我们发现这anti-interferon VP16活动取决于它的n端(aa1 - 200)。Coexpression分析显示,VP16 duIFN——选择性阻塞β在duIRF7级别而不是duIRF1推广活动。基于coimmunoprecipitation分析的结果(co-IP)和间接免疫荧光试验(IFA) VP16能够绑定到鸭IRF7直接(duIRF7),但没有与鸭IRF1 (duIRF1)体外。
1。介绍
鸭肠炎病毒(DEV)是一种包膜,大的DNA病毒属于谁α疱疹病毒。大多数的研究开发主要集中在病因(1- - - - - -8),发病机理(9- - - - - -13)、流行病学、诊断(14- - - - - -23]。所有的水禽是容易患这种疾病可能会导致相当大的死亡率和发病率(24- - - - - -26]。作为一个流行的病原体传播在水禽,它在某些情况下导致急性发热和感染性疾病。但在长期情况下,开发有助于潜伏感染后的TG(三叉神经节)建立一个主要的感染。利用TG作为基础,复活的病毒可能导致疾病暴发(24]。与其他成员共同之处α疱疹病毒家族,开发具有的能力建立延迟的感觉神经节和淋巴组织(27]。先天免疫系统中扮演着重要的角色在捍卫宿主对病毒感染。他们可以检测病原体的存在并启动相关机制来消除潜在的传染性威胁。这种防护过程会发生入侵后核酸识别由germline-encoded分子称为PRRs(模式识别受体)28,29日),这可能会引发一系列的信号级联以及随后的宿主基因激活(30.]。PRRs病毒和其他微生物的识别守恒的特性。他们调查和被称为pamp(其分子模式),包括微生物核酸、蛋白质和碳水化合物。pamp的关键分子特征的类病原体通常缺席健康细胞(31日]。
开发这样的双链DNA病毒,免疫反应的情况是更复杂的比RNA病毒,部分原因是它们的构成元素与主机相同的DNA和triphosphorylated群体的不足5结束,rig - i和MDA5利用独特的微生物从主机信使rna rna (32- - - - - -34]。到目前为止,三个主要受体启动DNA-driven免疫反应已经被识别,包括TLR9识别(toll样受体9),没有在AIM2(黑色素瘤2),和海巡署(循环GMP-AMP合成酶)35]。此外,一些蛋白质,包括戴,RNA聚合酶III IFI16, DDX41,和其他类似DNA解旋酶,已建议作为潜在的DNA传感器,诱发干扰素,即使细节的机制仍然是难以捉摸的36- - - - - -38]。
干扰素I型和II型宿主抗病毒先天免疫系统的重要组成部分,同时诱导研究小组(IFN-stimulated基因)表达通过木菠萝- (Janus激酶)依赖的磷酸化信号传感器和激活转录STAT1和STAT2。他们有强壮的和广谱的抗病毒效果,所以也被称为“抗病毒干扰素。“在鸟类中,干扰素的鸡鸭是研究最多的39,40]。干扰素-β属于I型干扰素的家庭,是一个主要免疫抑制因素抑制病毒清除病毒感染期间(41),促进慢性病毒感染的发生(42]。同时,干扰素(干扰素)有很强的抑制作用在各种病毒诱导的合成抗病毒蛋白质或促进免疫细胞的功能。因此,病毒逃避或对抗的能力干扰素反应在一定程度上决定了病毒和宿主在未来的命运。几乎所有的病毒,病毒DNA和RNA病毒,已经开发出各式各样的策略来干扰干扰素的合成或干扰素受体信号通路,包括减少I型干扰素受体信使RNA的表达,阻塞posttranslation修改,降低干扰素受体,并利用病毒诱饵蛋白绑定到I型干扰素阻止受体识别干扰素和抑制JAK / STAT信号,进一步规范研究小组的抗病毒功能的产品(43,44]。
一些基因的特点开发的报道(45- - - - - -64年]。然而,的功能VP16 UL48鸭肠炎病毒编码的基因的研究几乎没有。DEV相比,另一个内膜蛋白的功能从1型单纯疱疹病毒是阐明VP1665年- - - - - -68年]。的转录表达干扰素-β调节的转录增强器绑定到其启动子,其中包括IRF3 / IRF7的监管区域,AP-1(激活蛋白1),和监管的NF -κb。有趣的是,尽管缺乏IRF3鸡,家禽可能采用IRF7相应重组干扰素信号响应两种DNA和RNA病毒感染(69年]。因此,在这项研究中,我们首次发现VP16可以直接与鸭IRF7的DEV VP16得罪先天免疫系统中起着至关重要的作用,协助开发病毒来抵消这种抗病毒活性。
2。材料和方法
2.1。病毒、细胞和试剂
提供的DEV应变是预防兽医研究所,四川农业大学(70年]。组织培养病毒效价测定的50%感染剂量(TCID50)根据先前描述的方法(71年]。鸭胚成纤维细胞(def)用于本研究从10天大的鸭胚胎被孤立。在最低基本培养基培养,DEF (MEM)补充10%新生牛血清(Gibco)和孵化在37°C公司为5%2在一个孵化器。HEK 293 t细胞(写明ATCC)生长在杜尔贝科的修改鹰介质(DMEM Gibco)含10%胎牛血清的边后卫和孵化37°C的5%的股份有限公司2湿润内阁一样DEF。保利(我:C) (pIC)和聚(dA: dT)从InvivoGen购买(美国圣地亚哥)。
2.2。RNA隔离和cDNA准备
总RNA分离使用RNAiso +试剂(豆类)根据制造商的指示。基因组DNA被移除,逆转录执行使用PrimeScript™RT试剂盒(完美的实时,豆类)根据制造商的指示。
2.3。质粒
构建pCAGGS-VP16-HA pCAGGS-VP16 (aa1 - 200)哈哈,pCAGGS-VP16 aa1 - 390公顷,pCAGGS-duIRF1-Flag质粒,DEV UL48(基因库:NC_013036) [72年]和鸭IRF1(基因库:NC_006127)被放大cDNA序列提取DEV-infected def PCR引物(表1),使用一步克隆工具集成到pCAGGS向量(Vazyme)。结果与结论的序列分析表明重组质粒序列与数据从基因库。pCAGGS-duIRF7-Flag、pCAGGS-duSTING-Flag pCAGGS-duTBK1-Flag、pCAGGS-ducGAS-Flag duIFN -β卢克被陈友情提供。从Promega pRL-TK内部控制质粒是购买。
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2.4。亚细胞定位
接受了手术治疗与轻微的修改(如前所述73年]。当HEK293T细胞播种盖玻片增长到90%融合,质粒pCAGGS-UL48-HA和pCAGGS-duIRF7-Flag cotransfected使用TransIn™EL转染试剂,转染后48小时,丢弃细胞培养和洗细胞PBST(磷酸盐与渐变20)三次,这些细胞被固定在白蛋白PBST 24小时在4°C和孵化与rabbit-anti-HA或mouse-anti-Flag 2小时37°C。与PBST三次洗涤后,二次抗体的细胞培养,即Alexa萤石488山羊anti-rabbit和Alexa萤石568山羊anti-mouse,这两个在PBST稀释。
2.5。免疫印迹,Coimmunoprecipitation
接受了手术治疗与轻微的修改(如前所述74年]。DEV VP16有效的表达在鸭胚成纤维细胞(def)和人类胚胎肾HEK 293 t细胞。免疫印迹检测、细胞细胞溶解在里帕裂解缓冲(Beyotime,中国)与1毫米苯基甲烷磺酰氟(PMSF) 40分钟在4°C左右。细胞溶解细胞在每分钟14000转离心(RPM) 5分钟,加上10 x十二烷基硫酸钠(SDS)加载缓冲区,煮10分钟100°C,由SDS-polyacrylamide凝胶电泳(SDS - page)。之后,分离蛋白被electroblotted到聚乙二烯二氟化物薄膜(PVDF)(美国微孔)和主要抗体进行免疫印迹国旗(CST,美国),HA (CST,美国),或VP16(四川农业大学),二次抗体老鼠或兔子。对coimmunoprecipitation,感兴趣的蛋白质是HEK293T细胞表达和旋转。sds - page之前,我们添加了相应的初级抗体(MBL,美国)1μ克/μL,酝酿在4°C冰箱,固定在转盘约8小时。然后,1/10的细胞溶解细胞的蛋白质+ G (Beyotime,中国)混杂在这处理细胞样本,孵化为另一个5个小时在上面的情况一样。洗后三次与磷酸盐(PBS)补充渐变(PBST),样本煮10 x十二烷基硫酸钠(SDS)加载缓冲通过SDS - page。
2.6。Dual-Luciferase记者分析
def由10天鸭胚胎被播种在24-well板块如前所述74年,75年]。细胞cotransfected使用Lipofectamine 3000(英杰公司)根据制造商的指示与500 ng /具体的表达质粒或空向量与质粒IFN - 500 ng /好记者β密度luc直到细胞成长为70 ~ 80%,以及50 ng / pRL-TK作为内部控制向量(Promega)。在24 h后转染,细胞治疗或不治疗25μg / mL保利(我:C)或聚(dA: dT)。这些细胞被刺激与聚(我:C)或聚(dA: dT) 24 h和收获的磷酸盐(PBS)。萤火虫荧光素酶活性测定dual-luciferase试验系统(Promega)根据制造商的方向;然后,相应的数据被GraphPad Prism 7.00处理。
2.7。实时定量聚合酶链反应
接受了手术治疗与轻微的修改(如前所述76年]。简单地说,使用RNAiso +细胞总RNA提取试剂(豆类)根据制造商的指示。然后,是反向转录成RNA cDNA通过PrimeScript™RT试剂盒。阈值周期(Ct)值归一化看家基因β肌动蛋白。干扰素的相对表达水平β、Mx和OASL测定使用β肌动蛋白作为一种内生控制以及比较Ct (−2ΔΔ在)方法和实时thermocycler (CFX96 Bio-Rad,大力神,CA,美国)。实时qPCR引物设计如表1。
2.8。统计分析
学生的 - - - - - -测试是用来评估的差异。值< 0.05被认为是重要的。
3所示。结果
3.1。DEV可以抑制鸭干扰素的激活β启动子DNA通过cGAS-STING-Mediated感应途径以及在世界宗教自由的水平
探讨干扰素- DEV感染的效果β生产体外,def(鸭胚成纤维细胞)接种DEV(鸭肠炎病毒)。他们感染了DEV 4、12、24小时,分别,然后鸭干扰素-β信使rna水平分析rt-qPCR(实时定量PCR)。在12小时postinfection def表现出轻微的反应,而在24小时(图成了低1(一))。因此,我们提出了一个假设,DNA感应途径能够识别开发,但反应可能抑制在稍后阶段开发的复制。考虑到注册会计师作为最有效的胞质外源DNA传感在大多数DNA病毒(77年,我大胆猜测是否参与cGAS-STING-mediated通路的开发。通过使用Dual-Luciferase报告基因系统,我发现开发可以抑制鸭干扰素-β启动子活性调节的鸭注册会计师和刺痛的异位表达(图1 (b))。为了应对细胞刺激,激活IRF7 IRF7的是通过磷酸化。在从TBK1磷酸化激活刺,IRF7二聚,把核,作为转录因子。IRF7的二聚物复杂可以绑定到IRF7干扰素-受体网站β启动子区域,最终的转录激活干扰素-β基因(69年]。因此,我验证开发能否抑制IRF7-stimulated干扰素-β启动子活动。结果表明,开发能够降低干扰素-β启动子活动IRF7水平(图1(c))。
(一)
(b)
3.2。DEV VP16压抑激活duIFN -β和干扰素刺激基因(isg)引起的聚(我:C)或聚(dA: dT)
测试开发VP16能否抑制激活duIFN -β,执行rt-qPCR测量mRNA duIFN——积累β、duMx duOASL。如数据所示2(一个)和2 (c)的mRNA水平duIFN -β、duMx duOASL由保利(我:C)——双链RNA(极)analog-were明显高于那些与pCAGGS-UL48-HA转染。此外,duMx的mRNA水平和duOASL激活保利(dA: dT)——双链DNA analog-were表达下调,太(图2 (d))。同时,VP16的表达通过免疫印迹(图被发现2 (e))。此外,VP16抑制干扰素-β信使rna转录在剂量依赖性的方式(图2(一个));VP16的表达蛋白免疫印迹分析证实了(图2(一个))。Dual-Luciferase的数据报告基因系统还显示异位表达的VP16显著抑制全身的保利(我:C)的激活干扰素-β启动子(图2 (b)),类似于rt-qPCR的结果。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
3.3。DEV VP16可以抑制cGAS-STING-Mediated IRF7级别的途径而不是IRF1
为了确定VP16蛋白质阻碍干扰素-β生产期间cGAS-STING通路,我们使用不同的刺激诱导干扰素-β在def推广活动。在过去的研究中,鸭刺和IRF7被证实有能力诱导干扰素-β生产途径(78年,79年]。我们中鸭刺,注册会计师,TBK1 IRF7, IRF1 def和分析活动的干扰素-β启动子记者VP16蛋白质的存在与否。因此,注册会计师的异位表达以及刺大大刺激了IFN -β启动子活动DEF虽然这激活抑制了VP16(图的存在3(一个))。同样的,当我们转染下游免疫因素包括TBK1 IRF7,干扰素-β启动子活性调节和VP16干扰素-也可以抑制他们的激活能力β启动子(图3 (b)和3 (c))。有趣的是,鸭子IRF1能够激活干扰素-β启动子活动其他同行一样,但它的功能不是抑制过度的VP16(图3 (d))。干扰素-的示意图β通路由注册会计师(图所示4)。
(一)
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(c)
(d)
3.4。DEV VP16相关直接与鸭IRF7阻止鸭干扰素的激活β但没有与鸭IRF1交互
干扰素的转录β可以依赖IRF7的激活78年]。它可以代替IRF3家禽中绑定到不同的监管领域干扰素-β启动子。澄清什么是当干扰素的机制β由DEV VP16体外抑制,对比图的结果吗3 (d)明显的抑制干扰素——的结果β推广活动由IRF7(图3 (c)提升我们调查这两个蛋白质之间的相互作用的可能性。hek - 293 t细胞转染了VP16-HA IRF7-Flag一起和coimmunoprecipitation试验进行anti-hemagglutinin (anti-HA)和anti-Flag抗体。我们发现IRF7蛋白质被VP16免疫沉淀反应(图5(一个))。进一步验证鸭IRF7和DEV VP16之间的交互,我们对免疫荧光colocalization分析,揭示colocalization IRF7和VP16蛋白质HEK293T细胞(图5 (b))。与此同时,免疫荧光分析亚细胞colocalization IFR1与VP16揭示了IRF1不能与VP16体外(图5 (c))。
(一)
(b)
(c)
3.5。VP16负责抑制聚氨基(我:C)介导的激活duIFN -β启动子
为了进一步找到VP16所涉及的地区在其抑制干扰素-β通路,我们建造一系列的质粒与VP16截断突变体,包括VP16 (aa1 - 200)、VP16 (aa1 - 390), VP16 (aa1 - 407), VP16 (aa110 - 407), VP16 (aa110 - 475)(图6(一))。在def,保利(我:C)显著的刺激激活duIFN -β子,而过度VP16-His封锁了干扰素-β启动子的活动,表明存在不同的小标签VP16融合蛋白没有影响VP16的抑制活性。同时,VP16 (aa1 - 200)和VP16 (aa1 - 407)被证明在干扰素-最有效的抑制作用β子,所以可能保留在氨基功能区域。有趣的是,我们目前的研究结果表明,VP16 (aa1 - 390)的抑制作用,VP16 (aa110 - 407), VP16 (aa110 - 475)稍微削弱。此外,比较VP16 (aa1 - 200)与VP16 (aa110 - 475)建议VP16 (aa1 - 200)是最负责任的截短蛋白抑制干扰素-β途径。这种现象可能与VP16转录域,然而我们没有确认VP16内转录域的开发。
(一)
(b)
(c)
4所示。讨论
各种细胞类型可以检测外源DNA病毒和合成dsDNA。近年来,越来越多的细胞DNA传感器已确定(37,38,80年,81年),如AIM2(缺席在黑色素瘤2),RNA聚合酶III (82年),IFI16 (IFN -γ诱导蛋白(16)83年),注册会计师(循环GMP-AMP合成酶),和戴/ ZBP1 (irf依赖dna的激活/ Z-DNA结合蛋白1)(84年]。其中,海巡署一直被认为是一个主要胞质DNA传感器响应DNA病毒感染,诱发干扰素反应(77年]。尽管另一个核DNA传感器IFI16也有意义α疱疹病毒DNA的方式不同于注册会计师,紧随其后的是细胞的先天免疫反应,IFI16是可有可无的激活下游刺/ TBK-1 IRF3通路,注册会计师需要扮演不可或缺的角色在这个信号级联(85年]。免疫系统的家禽,RIG-1(视黄acid-inducible基因I)和IRF3(干扰素调节因子3)失踪(86年]。有关鸡IRF7有趣的是,最近的研究表明,发生IRF7的IRF3 cGAS-STING通路(69年]。考虑到在免疫抑制1型单纯疱疹病毒VP16扮演重要的角色绑定IRF3和身体与CBP抑制宿主抗病毒信号,因此我们大胆猜想DEV VP16可能抑制干扰素-β激活在IRF7级别(87年]。在这个研究中,我们的研究结果揭示了小说角色DEV VP16能明显抑制干扰素-βmRNA转录诱导由保利(我:C)或聚(dA: dT)并抑制干扰素-β启动子活动DEF通过直接绑定到IRF7随后中断的下游抗病毒信号激活,从而帮助从干扰素- DEV撤退β介导的防御。
鸭肠炎病毒是一种典型的双链DNA病毒的感染通常是终生的,很难根除。一个高效的先天免疫反应对这些病毒至关重要,不仅是对病毒感染宿主防御的第一行也为越来越多的更具体的和鲁棒自适应免疫病毒(88年]。然而,DNA病毒已经进化出多种策略来逃避宿主的抗病毒反应的感染和持久性。1型单纯疱疹病毒的情况下,研究α疱疹病毒,许多免疫调节病毒蛋白质的曲目干扰抗病毒确定了信号级联,如VP16 [87年],ICP0的[89年],VHS [90年],Us11 [91年],ICP27 [92年]。1型单纯疱疹病毒的免疫逃避的蛋白质中,VP22 [93年],VP24 [94年,ICP27 VP11/12 [95年],UL24 [96年]专门废除I型干扰素的生产通过cGAS-STING DNA传感通道。在目前的研究中,我们发现开发无法刺激强烈的I型干扰素反应体外。同时,WT DEV存储在我们实验室能明显抑制干扰素-β通过cGAS-STING通路推广活动。然而,没有研究报道DEV的蛋白质是否可能阻碍I型干扰素的生产。在这项研究中,我们首次发现DEV内膜蛋白VP16抑制干扰素-有很强的能力β通过cGAS-STING途径激活。这个内膜蛋白可能参与终身慢性遭受DEV的鸭子的潜伏性感染。
IRF7(干扰素调节因子7)高度同源IRF3 I型IFN-mediated引起的强烈信号,扮演一个关键的转录因子诱导I型干扰素在一个积极的反馈回路97年]。TBK1(坦克绑定激酶1)磷酸化IRF7在细胞质中,形成一个为迁移进入细胞核,它激活干扰素-β启动子(98年)(图4)。因此,各种各样的病毒蛋白质定位IRF7直接或间接帮助病毒阻碍宿主抗病毒活性。KSHV ORF45(卡波济氏肉瘤相关疱疹病毒),例如,块磷酸化和核IRF7的积累在病毒感染(99年];EBV(巴尔病毒)LF2、内膜蛋白,与中央抑制关联域IRF7抑制IRF7的二聚作用[One hundred.];1型单纯疱疹病毒(单纯疱疹病毒1型)ICP0无名指域抑制磷酸化IRF7的针对TBK1和IKKε(89年]。形状(马立克氏病病毒)VP23与IRF7竞争力相互作用,干扰TBK1和IRF7的关系101年]。在这项研究中,我们确定小说角色的DEV VP16与鸭与IRF1 IRF7但没有绑定,即抑制宿主抗病毒活性。
总之,第一次,我们表明,开发能够成功逃脱cGAS-STNG-IRF7信号通路支持他们的长期的感染。我们可以从本研究得出DEV VP16由UL48基因编码是一种有效的免疫调节病毒蛋白,尤其是作为干扰素-β抑制剂。DEV VP16中和cGAS-STING-mediated DNA传感瀑布和互动与鸭鸭IRF7而不是IRF1体外(图4)。此外,n端结构域(aa 1 - 200)在抑制干扰素- VP16发挥了重要作用β启动子活动。同样,过度的截断VP16缺乏n端结构域(aa 1 - 110)施加更劣质抑制函数相比,缺乏c端域。我们可以救DEV VP16-deficient重组病毒使用BAC工程师通过删除整个VP16蛋白质,但它是低效的重组病毒在细胞复制。其狭隘的复制特性包括假设VP16对开发至关重要,作为一个免疫逃避的因素,所以,病原体可以融入细胞环境。映射这些宿主病毒相互作用在分子水平上可以为我们提供线索理解物种特异性的变化和新兴病原体的毒性和援助在疫苗的设计向量。然而,需要进一步的调查,探索如果和其他同行中的VP16 DEV参与免疫逃避策略。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
作者的贡献
杨莉和Mingshu王同样贡献了这项工作。
确认
我衷心感谢陈避开博士向我提供pCAGGS-duIRF7, pCAGGS-duSTING pCAGGS-duTBK1, pCAGGS-ducGAS质粒。最重要的是,我想表达我的感激之情我的上司,Mingshu王教授,他是一个负责任的老师。这项工作是支持由中国国家自然科学基金(31872476)、中国农业研究系统(CARS-42-17),四川兽医和药物创新集团的中国农业研究系统(sccxtd - 2020 - 18),和关键技术的集成与示范鹅四川产业链(2018 nz0005)。
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