傳染性法氏囊病病毒(IBDV)是一種禽雙鏈RNA 病毒,能夠引起雞的急性高度接觸性傳染病-傳染性法氏囊?。↖BD)。該病引起雞群嚴(yán)重的免疫抑制,導(dǎo)致免疫失敗和其他病原體的感染。目前,IBDV 感染過程的免疫機(jī)制還不清楚。IBDV 感染細(xì)胞后,細(xì)胞的免疫系統(tǒng)被激活,包括細(xì)胞的自噬降解。選擇性自噬是真核生物細(xì)胞內(nèi)高度保守的自我降解的生物學(xué)過程,可以降解細(xì)胞內(nèi)多余或異常蛋白質(zhì)及細(xì)胞器,不僅是細(xì)胞抵抗內(nèi)外應(yīng)激的重要機(jī)制,而且是機(jī)體一種重要的免疫機(jī)制。選擇性自噬可以通過降解某些病毒的不同成分而抑制病毒的復(fù)制。其中,p62 是選擇性自噬重要的受體蛋白,參與細(xì)胞的多種選擇性自噬過程,可以單獨(dú)或協(xié)同其他自噬受體完成自噬的降解過程。
近期,《Journal of Virology》發(fā)表了“Cytoplasmic cargo receptor p62 inhibits avibirnavirus replication by mediating autophagic degradation of viral protein VP2”的論文研究。
該研究結(jié)果顯示,自噬激活劑可以下調(diào)IBDV VP2 蛋白的表達(dá)水平;自噬抑制劑可以上調(diào)VP2 蛋白的表達(dá)水平;而且敲低自噬蛋白ATG5,可以上調(diào)VP2 蛋白的表達(dá)水平。這些結(jié)果表明VP2 可以通過自噬途徑降解。為了探究自噬降解VP2 的分子機(jī)制,該研究利用免疫共沉淀和間接免疫熒光試驗(yàn)(IFA)發(fā)現(xiàn),在分別過表達(dá)VP2 蛋白和感染IBDV 后,VP2 均可以和自噬受體p62 相互作用。而且,激活或促進(jìn)細(xì)胞的自噬均可以增強(qiáng)VP2 與p62 的相互作用。IFA結(jié)果顯示,p62可以介導(dǎo)VP2與自噬標(biāo)志蛋白LC3的共定位。從這些結(jié)果推測p62 可能介導(dǎo)VP2 的自噬降解過程。為了證實(shí)這一推測,該研究通過構(gòu)建p62敲除的細(xì)胞系檢測VP2 蛋白的表達(dá)水平。Western blot 結(jié)果顯示,敲除p62 后,VP2 蛋白的表達(dá)水平顯著提高,且放線菌酮試驗(yàn)結(jié)果表明,敲除p62,VP2蛋白的穩(wěn)定性顯著增強(qiáng);回補(bǔ)p62,VP2 蛋白的穩(wěn)定性明顯降低。這些結(jié)果證實(shí),p62 確實(shí)介導(dǎo)VP2的自噬降解。為了進(jìn)一步探究自噬受體p62 介導(dǎo)病毒蛋白VP2 自噬降解的機(jī)制,該研究構(gòu)建了缺失泛素結(jié)合結(jié)構(gòu)域(UBA)的p62 缺失突變體。免疫共沉淀和放線菌酮等試驗(yàn)結(jié)果顯示,p62 的UBA 結(jié)構(gòu)域缺失后,不僅p62 與VP2 的相互作用顯著減弱,而且p62 對VP2 蛋白穩(wěn)定性的影響也消失,表明p62 的UBA結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)p62對VP2的自噬降解。該結(jié)果還提示VP2可能發(fā)生泛素化修飾。為了證實(shí)上述推測,利用泛素化修飾試驗(yàn)鑒定結(jié)果顯示VP2可以發(fā)生以K63泛素鏈為主的泛素化修飾。為了鑒定VP2的泛素化修飾位點(diǎn),根據(jù)6 個(gè)潛在賴氨酸(lysine,K)泛素化修飾位點(diǎn),構(gòu)建了6 個(gè)VP2 的KXR(R,arginine,精氨酸)突變體。泛素化修飾試驗(yàn)結(jié)果顯示,K411突變?yōu)镽后,VP2 的泛素化修飾消失;表明VP2 的K411發(fā)生了泛素化修飾。免疫共沉淀和western blot 結(jié)果顯示,K411突變?yōu)镽 后,p62 不再與VP2 相互作用,且p62 對VP2 的降解作用消失。這些結(jié)果表明VP2 K411泛素化修飾介導(dǎo)VP2 與p62 的相互作用以及p62 對VP2 的自噬降解作用。為了探究p62對IBDV復(fù)制的作用,利用反向遺傳操作技術(shù)拯救了VP2 K411的突變株。通過測定野生型和VP2 K411突變型IBDV 的生長曲線,結(jié)果顯示敲除或過表達(dá)p62,可以促進(jìn)或抑制野生型IBDV 的復(fù)制;但是,敲除或過表達(dá)p62,對VP2 K411突變株卻無明顯影響。在此基礎(chǔ)上,該研究得出自噬受體p62通過UBA結(jié)構(gòu)域識別被泛素鏈修飾的病毒蛋白VP2,進(jìn)而將VP2 運(yùn)輸?shù)阶允审w進(jìn)行降解,最終抑制IBDV 的復(fù)制。該研究闡述了細(xì)胞自噬抑制IBDV復(fù)制的抗病毒機(jī)制,為研究新的抗IBDV藥物提供了新思路。