肠粘膜是病原体入侵的最大门户,天然免疫在肠粘膜上皮细胞抵抗病原体侵袭过程中发挥着关键作用。轮状病毒(RV)感染小肠上皮细胞,是全球婴幼儿腹泻的主要病因。天然免疫被认为在抗RV感染中发挥关键作用,然而具体机制尚不明确。既往研究表明亲环素A(CYPA)可能是一种新的识别病毒衣壳蛋白的模式识别受体。我们发现RV易感乳鼠小肠上皮细胞中CYPA表达极微,随着成长CYPA出现高表达同时伴随易感性消失;CYPA与RV衣壳蛋白VP2、VP4结合并显著抑制RV复制,且不依赖于胞内蛋白降解系统。因此推测,肠上皮细胞可能通过CYPA介导抗RV天然免疫反应抑制感染。本项目拟在RV感染体内/体外模型上,利用基因敲除/沉默、免疫荧光、WB等技术,观察究CYPA在小肠上皮细胞抗RV天然免疫反应中的作用及相关机制。本项目将深化对天然免疫抗RV感染作用机制认识,为新的RV的防治手段的开发提供切实可靠的实验依据。
rotavirus;cyclophilin a;diarrhea;enterocytes;
轮状病毒(RV)感染小肠上皮细胞,是全球婴幼儿腹泻的主要病因。天然免疫被认为在抗RV感染中发挥关键作用,然而具体机制尚不明确。本项目在RV感染体内/体外模型上,进行了下列研究并取得了系列结果1.本研究根据轮状病毒感染的特点,运用蛋白质组技术寻找与轮状病毒感染相关的宿主限制因子。我们发现轮状病毒感染能显著上调CYPA的转录水平,但CYPA 蛋白水平只感染早期暂时上调,随后出现显著降低;2.我们发现RV感染MA104细胞后,CYPA与RV非结构蛋白NSP5出现显著共定位,提示CYPA被招募到病毒粒质。RV结构蛋白VP2与CYPA能够相互共沉淀,表明这两种蛋白质可能存在直接或间接的相互作用。CYPA可以通过其脯氨酰顺反异构酶活性抑制RV复制。过表达CYPA及其脯氨酰顺反异构酶功能缺失突变体CYPA/R55A均能降低宿主对RV的易感性。此外,CYPA还可以通过促进宿主IFN-I反应来抑制RV感染,这种功能不依赖于其脯氨酰顺反异构酶活性但是可能依赖于宿主细胞JNK信号路径的激活;3.我们发现对RV易感的新生小鼠(5日龄),CYPA仅在其小肠绒毛底部,主要是在RV难以感染到的肠隐窝处上皮细胞中有少量表达,而在RV容易感染到的小肠绒毛上部的上皮细胞中几乎不见CYPA 的表达。相反,在稍大的对RV不易感的BALB/c小鼠(15日龄)的小肠绒毛,不管是顶端还是基底部,其上皮细胞中CYPA均出现丰富的表达。这些结果表明,小肠绒毛上段肠上皮细胞中的CYPA表缺失可能是导致宿主对RV易感的重要原因;4.我们发现在消化性环境中RV的感染会导致肠上皮细胞快速脱落,脱落细胞的活性良好,没有出现明显的凋亡或坏死,一些与蛋白质、糖类消化相关酶的活性也没有出现显著下降。在非消化性环境下肠上皮细胞只会在RV感染的末期才出现明显的脱落,此时脱落细胞几乎全部凋亡及坏死。结果提示,在体内RV感染中,被感染的肠上皮细胞可能还没有来得及凋亡或坏死或出现其它明显功能损害就已经从基底膜脱落,彻底失去功能。我们的结果提示RV感染导致肠上皮细胞在肠道消化性环境中快速脱落可能才是RV腹泻产生的根本原因。综上,本项目深化了对天然免疫抗RV感染作用机制认识,为新的RV的防治手段的开发提供切实可靠的实验依据。