宿主因子EXT2促进寨卡病毒复制效应及其机制研究

研究背景:外生骨素糖基转移酶2(Exostosin glycosyltransferase 2,EXT2),是外生骨素蛋白家族中的一员,该蛋白家族与硫酸乙酰肝素蛋白多糖的合成密切相关。过往的研究发现,该蛋白家族作为肿瘤抑制因子,该基因的突变AMG510失活能够引发一种名为常染色体遗传性多发性骨软骨瘤(Hereditary multiple exostoses,HMO)的良genetic gain性肿瘤的形成。寨卡病毒是黄病毒属的单股正链RNA病毒,蚊虫是其主要的传播媒介。当感染寨卡病毒后,病人的主要临床表现有头痛、发烧、肌肉痛、关节痛、结膜炎、脊髓炎、格林巴利综合征、病毒性脑膜炎等。感染人群中尤为值得注意的是妊娠期间的孕妇,研究表明,寨卡病毒感染能引发包括新生儿小头畸形在内的先天性寨卡病毒综合征,极大的损害新生儿的健康。然而寨卡病毒的生物学特性及其致病机理目前尚未完全明确,针对寨卡病毒的特异性治疗药物和预防性疫苗也还未研发成功。因此,进一步探究寨卡病毒致病机理,寻找特异性药物治疗靶点,依然是寨卡病毒研究领域的迫切任务。近年来,有研究表明,与EXT2同源的EXT1能够通过蛋白酶体途径,降解猪繁殖和呼吸综合征病毒的NSP3和NSP5蛋白来抑制猪繁殖和呼吸综合征病毒感染。除此之外鲜有研究将EXT2与病毒感染相联系。本研究前期通过分析基于CRISPR/Case9系统全基因组敲除筛选的基因公共数据集,发现EXT2是黄病毒的复制必需因子。基于此,本研究主要探讨EXT2对寨卡病毒的复制及其作用机制,旨在为后续寨卡病毒相关疾病的治疗提供新的靶点。研究目的:1.探讨EXT2对ZIKV复制效应的影响。2.探讨EXT2影响ZIKV复制的分子机制。研究方法:1.研究宿主因子EXT2促进ZIKV复制的生物学功能(1)利用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术敲低细胞中内源性EXT2的表达,通过RT-qPCR、Western blotting和免疫荧光分析EXT2对ZIKV复制的影响。(2)构建外源性稳定高表达EXT2的细胞株,通过RT-qPCR、Western blotting和免疫荧光检测在高表达EXT2蛋白对ZIKV复制的影响。2.探究宿主SCH727965 NMR因子EXT2促进ZIKV复制的分子机制(1)利用ELISA和RT-qPCR验证EXT2对干扰素及干扰素刺激基因的影响。(2)利用荧光素酶报告基因系统检测EXT2对干扰素信号通路的影响。(3)通过免疫共沉淀验证EXT2与干扰素信号通路关键分子的相互作用。研究结果:1.在细胞中敲低内源性EXT2能够抑制ZIKV的复制。2.在细胞中稳定高表达外源性EXT2能够促进ZIKV的复制。3.EXT2能够抑制Ⅰ型干扰素的产生及干扰素刺激基因的表达。4.EXT2能够竞争性抑制IKK、TBK1与IRF3的相互作用及信号传递。结论:综上所述,本研究发现EXT2能够通过竞争性抑制TBK、IKK与IRF3的结合,进而抑制干扰素的产生,最终促进ZIKV的复制。本研究为抗寨卡病毒感染提供新的药物作用靶点。