我校學者在豬繁殖與呼吸綜合征病毒入侵細胞的分子機製研究領域取得重要進展-動物科學技術學院、動物醫學院

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我校學者在豬繁殖與呼吸綜合征病毒入侵細胞的分子機製研究領域取得重要進展

發布時間:2024-12-11  作者:  瀏覽次數:

(通訊員 楊康)近日,我校動物科學技術學院、動物醫學院李自力教授團隊在豬繁殖與(yu) 呼吸綜合征病毒入侵細胞的分子機製研究領域取得重要進展。相關(guan) 研究成果以“The Neonatal Fc Receptor (FcRn) is Required for Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Uncoating”為(wei) 題在Journal of Virology期刊上在線發表。

豬繁殖與(yu) 呼吸綜合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)是由PRRS病毒(PRRSV)感染引起的以母豬繁殖障礙和所有年齡段豬呼吸困難為(wei) 特征的高度接觸性傳(chuan) 染病。該病自1980年代末在北美和歐洲被發現以來,給全球養(yang) 豬業(ye) 造成了巨大經濟損失。目前盡管已鑒定出多種參與(yu) PRRSV感染的受體(ti) 或宿主因子,但學術界對PRRSV進入細胞的機製仍不十分清楚。已有文獻報道血紅蛋白清道夫受體(ti) CD163是PRRSV感染不可或缺的受體(ti) ,CD163與(yu) PRRSV糖基化外膜蛋白在早期內(nei) 體(ti) 互作,CD163被認為(wei) 參與(yu) 了病毒脫衣殼過程,但CD163並不與(yu) PRRSV核衣殼蛋白互作,並沒有研究證實CD163是PRRSV的脫衣殼受體(ti) 。因此,是否還存在其他受體(ti) 或宿主因子與(yu) PRRSV 核衣殼蛋白互作並介導病毒脫衣殼值得深入探究。

新生兒(er) Fc受體(ti) (Neonatal Fc receptor,FcRn)是IgG的轉運受體(ti) ,該團隊一直從(cong) 事FcRn與(yu) 免疫學相關(guan) 的研究工作。然而,近年來已有多篇文獻報道FcRn是感染人的部分腸道病毒的脫衣殼受體(ti) ,受此報道的啟發,研究人員推測FcRn很有可能是某些動物病毒入侵細胞的受體(ti) ,並開始嚐試探究FcRn對豬的幾種病毒增殖是否有影響。

FcRn在PRRSV感染的靶細胞豬肺泡巨噬細胞(PAMs)中高表達,細胞內(nei) FcRn主要定位在早期內(nei) 體(ti) 等細胞器中。鑒於(yu) 此,研究人員首先發現敲低FcRn能抑製PRRSV-1和PRRSV-2的增殖;隨後發現過表達FcRn能促進PRRSV-2的增殖,以上結果說明FcRn對PRRSV增殖具有正調控作用。再通過抗體(ti) 阻斷和IgG阻斷試驗發現FcRn可能是PRRSV-2感染所需的關(guan) 鍵宿主因子。隨後應用CRISPR/Cas9 敲除和回補FcRn試驗證實FcRn是PRRSV-2感染所必需的宿主因子。進一步研究發現FcRn不參與(yu) PRRSV-2的吸附和內(nei) 化,通過間接免疫熒光試驗檢測PRRSV-2感染細胞24 h後nsp2的表達,證明FcRn參與(yu) 了PRRSV-2的脫衣殼及基因組釋放。通過激光掃描共聚焦顯微鏡觀察到內(nei) 化30 min後的病毒粒子進入FcRn陽性CD163陽性早期內(nei) 體(ti) 。最後通過免疫共沉澱試驗證實FcRn與(yu) PRRSV-2核衣殼蛋白互作,且在酸性條件下(pH 6.0)的互作更強;同時還發現無論是否存在PRRSV-2感染,FcRn與(yu) CD163均不互作。

該研究發現FcRn是PRRSV感染細胞的必需宿主因子,參與(yu) 病毒的脫衣殼,為(wei) 闡明PRRSV的早期感染過程奠定了基礎,為(wei) 抗PRRSV的藥物研發和分子抗病育種提供了潛在靶標。

圖FcRn在PRRSV脫衣殼和基因組釋放中作用的示意圖模型

我校博士生楊康為(wei) 論文第一作者,李自力教授為(wei) 通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金和“十三五”國家重點研發計劃項目的資助。感謝中國農(nong) 業(ye) 科學院哈爾濱獸(shou) 醫研究所翁長江研究員為(wei) 本研究提供幫助。

原文鏈接:

另悉,相關(guan) 研究成果已申報國家發明專(zhuan) 利(動物FcRn蛋白在控製豬繁殖與(yu) 呼吸綜合征病毒感染性中的應用。申請專(zhuan) 利號:ZL 2024114629794)。

審核人:李自力

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