新城疫病毒诱导宿主细胞应激颗粒形成机制的研究

新城疫病毒诱导宿主细胞应激颗粒形成机制的研究

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分类号^密级UDC编号中国农业科学磅上巧兽医研究所博±后研巧工作报吿新城巧病毒诱导宿主细舱应激顆粒形成机制的研究孙英巧03一20工作完成日期21年6月15年8月巧告巧交日巧2015年9月上巧含医研究所(上巧)20巧年9月 分类号密级UDC编号中国农业科学晓上海宮医研究所博±后研究工作报告新城疫病毒诱导宿主细胞应激颗粒形成机制的硏究孙英杰20一工作完成日期13年6月2015年8月报告提交日期2015年9月上海兽医研究所(上海)2015年9月 新城疫病毒诱导宿主细胞应激颗粒形成机制的研究THEMECHANISMOFSTRESSGRANULEFORMATIONINDUCEDBYNEWCASTLEDISEASEVIRUS博±后姓名孙英杰一级学科流动站()名称生物学专业(二级学科)名称微生物学研究工作起始时间20口年6月20日研究工作期满时间2015年8月20曰上海兽医研究所(上海)2015年9月 独创性声明本人并明巧呈交的论文是我个乂在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽巧巧知,除了文中特别加从标注巧致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或摸写过的研究成果,也不包含为获巧中国农业科学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所化的任何贡巧均己在论文中作了明巧的说明并表示了谢意。巧±盾签名:时间:年月曰3关于论文使用授权的声明本人完全了解中国农业科学院有关保留:中国、使用学位论文的规定,即农业科学院有权保留送交论文的复巧件和樓盘,丸许论文被查巧和借阅,可从采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同竞中国农业科学院可W用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。博±后签名:斋时间:八zr年月^日3?合作导师签名.滅时间:年月^日I 内容摘要本文研究了新城疫病毒(NDV)诱导应激颗粒(SG)形成及形成的机制,对病毒感染产生的SG中存在的特异性成分进行判定,W及阐明SG在病毒复制中发挥的作用,最后对SG如何调控病毒复制的机制进行深入探索。本文的主要结论是:1.NDV感染能够诱导HeLa细胞产生稳定的SG,且病毒的NP蛋白被特异性招募至SG中。2PKR-.NDV感染诱导总蛋白翻译水平的下降,病毒主要通过eIF2a通路诱导SG形成。一些小核3.病毒感染诱导的SG需要持续的蛋白合成,并且包含糖体亚基W及翻译起始复合物前体成分。。4.病毒感染诱导形成的大SG依赖于微管蛋白的完整性-5.SG形成关键基因TIA1和TIAR的敲低能够显羞抑制NDV蛋白的表达及病毒释放,并且能够同时导致细胞总蛋白翻译水平上升。6.病毒感染诱导的SG中主要包含宿主的总mRNA,大部分病毒的恃异性mRNA逃逸SG包裹。关键词:应激颗粒,新城疫病毒,翻译,TIA,mRNA Abs化actMammaliancellsrespondtovariousenvironmentalstress,includingvirusinfectionbyarrestinctolasmicmRNAroteintranslation,gyp,pelementandRNAbindingroteinstoformstressranulesSGs.Inthispg()studywestudiedthemechanisminvolvedinnewcastledisea化virus,iec-NDV)nducedSGs.Nextweexamined&esificcomonentsmNDV(ppinducedSGs.Finally,wedetermined也eroleofSGinNDVinfectionandexplored化econcretemechanisminvolvedinhowSGregulatevirusreplication.Themainresultsofthisstudyinclude:-onofNDVinducedstableformatiSGinHeLacells.NPro化inwaspsecificallyrecruitedintoSGs.p-roNDVinfectionreducedhostteintranslationover出etime.ViruspinducedSGformationmainlythroughPKR/eIF2aathwa.py--NDVinducedSGsrequiresongoingprcrteinsynthesisandcontain化esmallribosomalsubunitandkeycomonentsineukaro垃ctranslationpyinitiationrocessp-村onMicrotubuledismpleads化化efbrmationofsmallSGsostNDVpinfection-DeIA-1IARletionofendoenousTandTreducedNDVrelicationpgpandincreasedlobalroteintranslationonHeLacellsgp-NDV-inducedSGscon记redomuinpinantlycelllarmRNAbut凸otviralmRNAKeywords:stressgranule,Newcastlediseasevirus(NDV),translation,transT-1lationIAmRNA,, 目录一第胃绪论11.1应激颗粒的形成机制11.2SG成分的多样性21.3病毒对应激颗粒的调节机制3-1.3.1病毒对PKRe圧2a通路的调控4‘‘’1.3.2病毒对SG核也蛋白的挟探61.3.3病毒对SG组分的切割71.4应激颗粒与先天性免疫91.5结胃101.6本文工作简介1011第二章新城疫病毒感染诱导稳态应激颗粒形成2.1112.2材料和方法112;.2.1病毒和细胞;.....1122J2抗体和试剂112.2.3免疫巧光检测SG的形成112.2.4SG点的计数122.3NDV感染诱导稳定SG形成12-2.4NDV感染诱导SG标志物TIA1和G3BP1共定位14-2.5NDVNP蛋白而非P蛋白与SG标志物TIA1共定位152.6藏16第H韋新城疫病奉通过PKR/C圧2a诱导SG形成183.1前18t3.2材料和方法18 3.2.1病毒和细胞183.2.2抗体和试剂183.2.3质粒和干扰RNA193.2.4免疫巧光;.......193.2.5SG点的评数21-b3.2.6Westernlot213.3NDV感染诱导e圧2a磯酸化和,总蛋白翻译水平下降233.4e圧2a51位磯酸化参与了NDV诱导SG的过程243.5NDV感染后病毒dsRNA和PKR巧位于SG中253.6PKR参与了NDV感染诱导的eIF2a激活263.7PKR干扰导致NDV感染诱导的SG点的减少273.8巧论28第四章新城疫病毒感染诱导的SG为经典型SG294.1前胃;294.2材料和方法294.2.1病毒和细胞29422..抗体和试剂294.2.3药物试验304.2.4免疫炎光检测SG与特异性标志共定位314.3NDV感染诱导的SG可被放线菌爾降解314.4NDV感染诱导的SG与小核糖体亚基共定位324.5NDV感染诱导的SG与翻译起始因子共定位334.6農35第五章NDV感染诱导的SG需要微管蛋白协助:...375.1Mn375.2材糾和方法375.2.1病毒和细胞37 5.2.2抗体和试剂375.2.3药物处理扣5.3tubul虹介导NDV感染诱导的SG的聚集%5.4actin与NDV诱导的SG无关395541.#论第六章SG通过调控蛋白翻译系统促进病毒复制426.1前胃........二.…426.2材料和方法426.2.1病毒和细胞426.2.2抗体和试剂436.2.3干扰RNA.......43,.1.‘6-.2.4干扰TIA1/TIAR后检测蛋白翻译及病毒滴度436.2.5westernblot条带灰度值计算446-.3TIA1的干扰降低病毒蛋白翻译的同时増加细胞总蛋白的翻译456-.4TIA1的干扰导致细施上清中病毒滴度的降低。46'6.5TAR的干47I扰降低病毒蛋白翻译水平和病毒滴度6.6讨论49-第b章SG主要包裹宿主总mRNA而非病毒mRNA517.1前胃517.2材料和方法517.2.1病毒和细胞517.2.2抗体和试剂517.2.3巧光原位杂交(FISH)527mRN-.3宿主总A在NDV感染后期与TIA1共定位527.4宿主总mRNA在NDV感染后期与TIAR共定位547.5職55^^57 8gc谢5参考鏡591附录博后期间发表文章列表66附录2博后期间申请课题列表67 第一章绪论当哺乳动物细胞受到热休克、氧化应激、营养缺乏或者病毒感染等环境压力时,能够迅速启动细胞的压力应答机制,终止细胞内一的蛋白翻译一一,在这个过程中,往往会形成种可逆的动态结构应激颗粒(SGs)。它能够降低细胞整体的翻译速率。SG的形成是从停滞组装的43S和48S核糖体起始复合物的聚集开始的,它作为一个临时储存库来存放送些复合物,mRNP向应激颗粒中的聚集增レ加了细胞的存活几率,而当压力解除时,这些翻译复合物可ッ迅速被释放并恢复蛋白质的合成,从而恢复细胞内稳态。应激颗粒作为胞浆中终止活动的翻译起始复合物的聚集产物,在细胞的基因表达和内平衡中发挥着重要的作用。尤其是当病毒感染细胞时,应激颗粒的形成可使细胞的蛋白翻译水平大大降低,从而抑制病毒的复制。然而在病毒的长期进化过程中,也衍生出了对抗细胞压力应答的相应机制,有些病毒甚至可利用应激颗粒中包裹的沉默的转录本促进自身的复制。本文将着重就RNA病毒对应激颗粒的调控W一综述及最近提出的压力应激与先天性免疫之间的关系做。1.1应激颗粒的形成机制最常见的触发应激颗粒形成的条件有氧化压力、营养缺乏或热应激压为一,此时种eIF2a激酶(血红素调节抑制激酶HRI;GCN2;双链RNA依赖性激酶PKR或PKR样内质网激酶PEKR)被激活,促使翻译起始因子eIF2的a亚基被磯酸化,阻止了e--IF2B将eIF2GDP转变成eIF2GTP,从而将eIF2B滞留于eIF2一--Met-复合物之中,进步减少了翻译起始复合物eIF2GTPi2t^^tRNAMet,抑制细胞的翻译过程,造成大量核糖核蛋白的结合-聚集,最终形成应激颗粒(图11)。其中,不同的蛋白激酶分别■被不同的压力源激活:当细胞处于热应激或缺铁情况时,HRI被激,GCN2活;当细胞营养缺乏时蛋白激酶被活化;当细胞面对蛋白平展或折叠错误的压力时,PICR样内质网激酶(PEKR)则被激活;而通常病毒感染会因其双链RNA的识别而触发PKR的活W化,从而引起加2a的磯酸化。除了依赖于eIF2a的磯酸化介导应激颗粒的形成之外,也有的是通过抑制eIF4G或者eIF4A的功1 4’73t能来抑制蛋白的翻译,从而诱导应激颗粒的聚集。应激颗粒的形成的分子机制包括下几个步骤;(1)几种关-.BP1TIA1TIAR)的自键组分RNA结合蛋白(包括G3,,身低聚化;(2)蛋白翻译后的修饰;(3)mRNP在微管上的运输。应激颗粒包涵了数百种一百种基民NA互作的蛋白,更有研究显示超过因参与了SG的装配,因此SG形成的机制是多种多样且相当复杂W单的病毒却进化出了能够有效的。但仅仅携带了有限的基因的简控制应激颗粒形成与功能的机制。""""""'AMAkAJk^"赛V^/tr*R?U成on:.了。。Waiow:^At谷〇/\巧斌ffNormalSirensjAAiUUiAAAAAAA48Slcomp6《^*StressGranule-图11应激颗粒的形成机制-hehanFi.11TmecismofSGformationg1.2SG成分的多样性应激颗粒的形成是从停滞的翻译起始复合物的聚集开始的,2 典型的应激颗粒W几种关键的翻译起始因子(例如eIF4E,eIF4G,eIF4A,eIF4B,eIF3,eIF2,PABP等)、mRNA和40S核糖体亚基的高P’W浓度聚集为形成标志。此外,还有许多RNA结合蛋白如caprinl、FMRP、YB1、HuR、TTP等,可能只要是能够与RNA结合的蛋白,或者可yX强烈的与mRNP互作的蛋白都会存在于SG中。而这些蛋白大多数都只是暂时储存于SG中,并无特殊的生物一学功能与意义。应激颗粒中也包含了些与它的形成密切相关的重要的标志蛋白,特别是G3BP1、TIA1、TIAR、TDRD3、iwsntiHD乂C6和Capril。迄今为止的研究结果表明;在研巧病毒一与应激颗粒的相互作用过程中,些标志蛋白在细胞质中的聚一一集,并不定就是应激颗粒,即某两种应激颗粒的标志蛋白的tW聚集,弁不能断定为具有功能的应激颗粒的形成。在应激颗粒中有许多标志性成分,这些成分与其形成及功能具有很大的联系,并且存在于各种压为刺激下产生的颗粒中,但是应激颗粒的其他组成成分却会因为不同的压力刺激而不同。-例如,热休克引起的应激颗粒(HSSGs)中特异性存在热休克蛋27(h27)-白sp,而这个蛋白在亚神酸钢诱导的SG(ArsSG)中就9I317t;;]亚砸酸盐诱导的SG中存在太多数典型的翻译因不存在。tW子,但却唯独缺乏翻译起始因子eIF3b。病毒感染引起细胞压力十分特殊-SGSam68蛋,在这类病毒感染性应激颗粒(V)中存在-SGs中并白,而此蛋白在HS没有发现由此可见,尽管应激颗粒作为细胞压力应答机制的重要组成部分,存在于各类哺郭动物细胞中,发挥着相似的功能,但其组成成分却不尽相同。1.3病毒对应激颗粒的调节机制病毒感染细胞后干扰了宿主的多项进程,从而激活了细胞的压力应答。尽管许多病毒在早期感染确实可引起应激颗粒,但是大多数病毒则可在某些感染周期中抑制应激颗粒的产生。另一外值得提的是,在己知的例子中几乎不存在具有功能的应激颗粒(包涵有停滞翻译的复合物)存在于细胞的同时,病毒仍然可高效率的复制一。这意味着病毒和应激颗粒之间存在着种敌对性的关系,这也更加便于我们理解人们对应激颗粒的功能性定义一一具有翻译沉默和RNA降解的功能的蛋白聚集颗粒。3 前面讨论到应激颗粒的形成方式多种多样,因此不难推出病毒对应激颗粒的调节也存在着许多不同的方式。为了便于理解,下面的讨论将根据病毒与应激颗粒互作的机制不同分成下H类-IF2a通;(1)病毒对PKRe路的调控;(2)病毒对SG核也蛋白""tW的挟持;(3)病毒对SG姐分的切割。由于这些互作大部分是对病毒系统的初步探索,有些甚至存在着争议,因此这种分类还-有待验证(图12)。stressgranule\〇Z?\k4-Ap5"舖为T"n贴於J端哉vL兔"為fr背他V媒.U*、ACTIVEPOLYSOM6。:cri^;drisvirucetpaalssy^/oliovirups、偷Jf;-冷巧尋茶^防化De?caDenguew/dyvin/povtruf^)6s图-2病毒对应激颗粒的调节机制1-Fi.12tressranuleassemblandinterferencebvirusesggyy-e1.3.1病毒对PKRlF2a通路的调控PKR是细胞在受到压力刺激和病毒感染时激活压力应答和先一天性免疫的个重要的传感器。大多数的动物病毒都可W触发PKR的活化,并且许多病毒也存在着抵抗PK艮活性的机制,这些机制也会对应激颗粒的形成产生影响。PKR的激活和由此产生的翻译抑制可W强烈诱导SG形成,但是SG通过G3BP诱导的4 mRNP的聚集也引起一些病毒也可通过折PK民的活化。这可能是叠蛋白反应来激活PERK,并同样导致下游SG形成,但送之间的直接联系目前尚未见报道。在普通感染情况下,A型流感病毒(IAV)可W通过病毒蛋白NS1的活化来阻止应激颗粒的产生,而NS1蛋白可被自身具有双链RN乂绑定结构域而活化,从而抑制PKR憐酸化的作用。然而,对不能绑定双链RNA的NS1蛋白突变体的表达,却可引起eIF2a的磯酸化,并引起SG的聚集。当SG形成后,通过对病毒蛋白NP的检测,可W得知,病毒的复制受到了抑制。此外,用PWNS1突变的病毒感染PKR敲除的细胞系并不能形成应激颗粒,这表明了NS1对PKR的活性的抑制,是IAV抑制应激颗粒形成的关键。同样,巧缺失NS1的病毒感染细胞可W形成应激颗粒。NS一1蛋白对应激颗粒的抑制机制包括了它与细胞个包括RNA结PU合蛋白55(民AP55)的复合体的互作。RAP55既存在于应激颗粒中也存在于P小体中,并且可能促进mRNP在他们之间的穿梭功能。过表达民AP55可W引起应激颗粒,并且抑制病毒的复制。当NS1蛋白缺失时,病毒的NP蛋白与应激颗粒共定位,但是在野生型病毒感染时一些又争议的,则转而与P小体共定位。而在报道中显示:使用缺失了NS1的突变体病毒感染细胞,仍然引起了PKR的活化,eIF2a的磯酸化和应激颗粒的形成,但是NP蛋白P23的复制并没有发生改变。这表明了,可能不仅仅是不同种的应激颗粒存在组成成分的差异,即使是同种病毒感染不同种类型的细胞也会存在差异(A549细胞与HeLa细胞)。轮状病毒的病毒蛋白P2、nsP2和nsP5可W积极促进PK民和eIF2a的磯酸化,从而控制宿主细胞的翻译系统,但这种磯酸化并Ps不穀响病毒自身蛋白的合成i。用亚神酸钢刺激感染了轮状病毒,的细胞并不能观察到应激颗粒的形成,由此可见轮状病毒的感染可^^^抵制细胞受到的外源性压力刺激,但这之间的作用机制尚不明确。哺乳动物正呼肠孤病毒(MRV)在感染早期(6小时)可W诱导应激颗粒的形成,使得eIF2a的磯酸化增强,并使细胞内整体的蛋白翻译受到抑制有研究表明,MRV诱导的SG的形成并非依靠某一种蛋白激酶的活化来促进eIF2a的憐酸化,而是通过多条5 P53途径激活该反应。而在MRV感染的晚期,虽然仍旧能使eIF2a的憐酸化,但是SG的数量明显减少,并且细胞开始优先翻译病毒sp一mRNAi的。很有可能MRV存在着另外条不依赖eIF2a的磯酸化的通路,但这种猜测还有待验证。丙型肝炎病毒(HCV)同样是依赖eIF2a的磯酸化诱导应激颗粒的形成丙肝病毒复制极其缓慢,并且可W持续改变其一一对应激颗粒的调控方式:边组装,边拆卸,使得细胞内的蛋白表达处于抑制和未抑制的动态变化之中。对于应激颗粒的拆卸,丙肝病毒是通过GADD34介导的eIF2a的去磯酸化来实现的26[]〇传染性胃肠炎病毒(TGEV)和小鼠肝炎冠状病毒(MHC)均属于冠状病毒属,在早期感染过程中均可形成包含有TIA民的应激颗粒目前还没有证据表明TGEV可W在感染后期分解应激颗粒。在干扰了SG的组分PTB后,病毒的蛋白的复制增加,PW证明应激颗粒的产生可W抑制TGEV的复制。同样,在PKRP9]S51A突变体小鼠成纤维细胞中,MHV的复制也显著增强。""1.挟持.32病毒对SG核心蛋白的大多数的应激反应都可从多个层次来调节细胞的基因表达,其中最显著的是调控蛋白翻译和RNA降解。在最初期的病毒蛋白合成后一个招募核糖体,正链RNA病毒必须将个体基因组从的状态转变成抑制翻译的状态,此将核糖体从模板上清除,W便于RNA的复制。因此,细胞质中存在着多,在病毒复制过程中一些关键因种RNA调控蛋白也就不足为奇了。如果说应激颗粒的一起子,如G3BP1、TIA1必须聚集在,才能促使应激颗粒形成,那么,病毒就可W通过对这些宿主因子的调控,来重新改变宿主利用这些因子所想达到的功能和效果。一些甲病毒属病毒的非结构蛋白可,[^与G3BP1互作形成复PWAl合物,例如塞姆里斯森林病毒(SFV)。在SFV感染早期可WPS3使eIF2a磯酸化,诱导应激颗粒的形成,而到了后期则可抑制其形成。SFV的nsP3可将G3BP1蛋白包裹在病毒复制复合物PW,Chik中,从而抑制了应激颗粒的形成。与之相似ungunya病毒的nsP3蛋白也同样可[^通过招募G3BP1蛋白到新型的细胞质颗粒6 中来抑制应激颗粒的形成。这两种病毒nsP3的蛋白与G3BP1与的互作结构域均存在于其幾基端,但其具体位置却不同。另外,SFV在靠近翻译起始密码子的区域存在翻译增强子,可逃避eIF2a磯PW酸化导致的翻译抑制作用,并且有利于巧分应激颗粒。辛德毕斯病毒(SBV/SINV)同样属于甲病毒属,其RNA依31]赖的RNA聚合酶n[sP4蛋白可[^与G3BP1和G3BP2互作而G一3BP1又可与nsP2和nsP3互作,因此就形成了个复杂的病P2^333毒蛋白酶复合物。在缺乏G3BP1的情况下,病毒的RNA水平并没有发生较大的改变,但病毒多聚蛋白水平却显著上升。这表明了G3BP1对病毒翻译的影响远远大于对RNA复制的影响。黄病毒属的西尼罗河病毒(WNY)和登革热病毒(DENY)P73"’’同样可抑制亚神酸钢诱导的SG的形成。而这种挟持机制涉及了多个SG成核的关键蛋白,如TIA1、TIA民和G3BP1。研究表明,西尼罗河病毒不能诱导SG产生的原因很有可能是赋予了’TIA民新的功能—促进自身病毒复制病毒的3端的茎环结构可与TIA1和TIA民结合,并与细胞核周围的复制酶富集区共P73定位,W此来促进病毒的复制。由此可见,病毒对SG成核的关""可防止应激颗粒的形成键蛋白的挟持,促进自身的复制。之前提到的丙型肝炎病毒可[^通过调控eIF2a的磯酸化来控制""来应激颗粒,同样,它也可W通过对应激颗粒成分的挟持调控应激颗粒的形成。丙肝病毒可在细胞质形成新型的蛋白聚集,这其中包括了G巧P1、DDX6、民CK/p54、Xml等,它们在感染后期与丙肝病毒的核也蛋白共定位成环状。而通过干扰DDX6、GtW3BP1等,HCV的复制水平也显著下降,这说明了病毒利用了应激颗粒及P小体的成分蛋白来帮助自身的复制。?1.3.3病秦对SG组分的切割许多的正链RNA病毒可通过表达一些病毒蛋白酶来裂解宿一主的些重要的蛋白,只,W此来调节细胞内环境。迄今为止有肠病毒(如脊髓炎灰质病毒)已被证实能够利用蛋白酶来降解细胞RNA颗粒的相关因子。脊髓炎灰质病毒可W在感染的早期阶段-形成病毒感染性应激颗粒(VSG),但到了病毒感染的中后期,病毒就会抑制并分解应激颗粒。应激颗粒的分解机制包括了病毒3C7 蛋白酶对应激颗粒成核蛋白G3BP1的切割。G3BP1的切割将其氨基端的蛋白互作结构域和簇基端的RNA识别区域分开,从而破坏了它对应激颗粒形成的聚集作用。在病毒感染后期,通过表达抑制30蛋白剪切038?1的蛋白突变体可^^产生应激颗粒,这表明i74^W一f些与之相矛盾的了G3BP1在应激颗粒形成中的重要性。而研究结果显示一,在些病毒刺激性应激颗粒中直到病毒感染的后i7TAtl期仍然可W检测到应激颗粒的标志分子Il,而随后,人们发现在这些颗粒中往往缺乏翻译因子eIF3、eIF4G、eIF4EtU及mRNA。这表明了在G3BP1被切割后残余的TIAl颗粒并不是传统意义上定义为富集了失速的翻译起始复合物并能够抑制细胞翻3BP1来译的应激颗粒。因此,脊髓炎灰质病毒可能是通过切割G将TIA1从凝集了翻译起始因子的应激颗粒中拆分开来。这些发现说明了病毒感染引起的应激颗粒在功能和结构上都存在着各种差异,因此并不能仅仅通过对几个应激颗粒的标志分子的研究就得出可靠的结论。脊髓灰质炎病毒感染可诱导eIF2a的磯酸化,与此同时可通过诱导应激颗粒的形成来限制细胞的蛋白合成系统,从而抑制病毒RNA的复制。而有趣的是,脊髓炎灰质病毒可^通过3C蛋白酶切割eIF5B来越过在翻译起始时对eIF2a的依tw赖,但是这对于应激颗粒的形成并没有多大的影响。在小核糖核酸病毒总科中,有另外两种病毒也可表达3C蛋白酶(具有不同的切割特异性),它们同样可W抑制应激颗粒的形成,但是并未见有报道称是切割应激颗粒的重要蛋白来发挥送样一的作用。Theiler氏鼠脑脊髓炎病毒(TMEV)也可W通过种未知的病毒蛋白来抑制应激颗粒的形成,并且在感染过程中这种蛋42[]白能够保持G3BP1的完整性。Cricketaralsisvirus是小核糖py一核酸病毒亚族的成员之3BP1TIA-1,它也可W在不切割G和的n-(Ri8and民0X)的情况下感染后两小时就抑旁系同源基因,在制应激颗粒的形成。病毒的3C蛋白酶在细胞受到压力的情况下是游离的,而在病毒感染情况下则并非如此,表明还有其他的病毒43t3蛋白影响着它的亚细胞定位,也预示着可能还存在着别的未知的重要的应激颗粒蛋白分子被切割。8 1.4应激颗粒与先天性免疫最近,有观点认为细胞面对病毒感染产生的压力环境时的压力应答在很多层面上都与先天性免疫具有着重要的联系。压力应答的过程中,或多或少都会有先天性免疫相关蛋白成分的参与,而这其中,有些蛋白成分还起到至关重要的作用。PKR一个典型的干扰素应答蛋白分子是,它能够与病毒的RNA结合,感知细胞内病毒核酸的存在情况,介导下游的干扰素反应。与此同时,PKR的活化诱导了eIF2a的磯酸化,阻滞了细胞内的翻译进程,引起应激颗粒的产生。在对许多病毒的研究中,人们都发现缺失了PKR的MEF细胞失去了产生应激颗粒的能力,由此可yA看出PK民在细胞压力应答中的重要地位。更有研巧表明,PK民还参与细胞的生长调控,它可憐酸化膜岛素受体基^W质化Sl,从而参与细胞新陈代谢。此外,PKR在细菌和双链RNA病毒感染时,还可激活炎性小体和巨唆细胞的应答作用,-lb和HMGB1的释放引起细胞因子正。在先天性免疫的转录应46^47t3答中,PKR也发挥着重要作用。由此可见,多种细胞内的营养应答与病原免疫反应都可通过PKR这样的效应蛋白相互关联。最新的研究表明一些蛋白的,细胞的压力应答,往往会通过聚集而与先天性免疫相关联--。民IGI样受体(RIGI、MDA5、LGP2一)是先天性免疫中识别RNA病毒的类重要的模式识别受体,可介导干扰素的产生,从而发挥抗病毒的作用。而在对细-胞压力应答的研究中,人们发现在用亚神酸钢刺激细胞后,RIGI样受体可レッ进入应激颗粒之中。同样,用缺失了NS1的突变体流-感病毒感染细胞后,民IGI样受体同样可被包裹入应激颗粒之中。但这种互作和共定位能够发挥什么样的功能,目前仍旧不是十分清楚。在对缺失NS1的突变体流感病毒的研究中,甚至发现病毒的RNA也进入了应激颗粒之中而其他的病毒,如脊髓炎灰质病毒的RNA则不能进入病毒感染诱导的应激颗粒之中,在送之中,某些被突变的病毒蛋白(如流感NS1蛋白)可能对应激颗粒的形成、组分及功能发挥着重要的影响。综合这类研究,我们不难发现,,细胞的压力应答在各种方面都与先天性免疫有着千丝万缕的联系,而这其中的机制目前仍9 旧不甚明朗,有待于后期的研究来揭示细胞中各类先天性免疫信号通路与细胞压力应答之间的联系及其在功能上的相互影响。1.5结语在病毒感染引起的细胞各类应答反应中一,压力应答仍旧是类相对较新的领域。虽然目前已经有大量的关于各类病毒对应激颗粒操纵的报道,但是目前人们对这其中的作用机制仍然知之甚少。当细胞面对压力环境材,细胞内的应答反应是广泛且复杂的,它能够动员起细胞内的各种成分来调控mRNA的活化与沉一默,使么处于种最优化的动态平衡么中。而病毒,作为引起细胞压力环境的强大酌诱因,往往也能够迅速调集这些细胞内的变化情况,进化出多种机制抵抗细胞对它的抑制,甚至直接利用细胞的这种应激来帮助自身的复制。由于应激颗粒形成机制的复杂性。目前我,我们至今仍未能完全了解应激颗粒形成的具体过程们知道的关于病毒对应激颗粒的作用机制仅仅是由各类研巧结果一个完整的机制系统拼凑而成,并不能形成。此外,SG形成后产生的各类压力信号介导先天性免疫的抗病毒反应的机制也需要引起更对的重视。目前己知SG在许多层面上都与先天性免疫相互关键,因此,在对于应激颗粒的研究中可能一些在抗病毒治疗中具有价值的广谱的作用位点会发现。1.6村工作简介NDV感染H一eLa细胞后SG形成的判定,进步对NDV通过何种通路影响SG进行探索;对NDV诱导SG中具体成分进行分析一;对SG在NDV复制过程发挥的具体作用进行判定,进步解释其中的机制:在鸡成纤维细胞中病毒感染诱导SG形成进行初步探索。10 第二章新城疫病毒感染诱导稳态应激颗粒形成2.1前言哺乳动物细胞在受到各种环境压力,例如氧化应激、热休克或UV照射等情况下能够暂时进入一个相对稳定的蛋白翻译抑制的状态,W度过危机。在这种情况下,细胞内的应激颗粒(SG)形成W招募细胞质中未翻译的mRNA,蛋白翻译因子和RNA结合蛋白一等。对细胞来说病毒感染也是种重要的生物学刺激,病毒感染和SG形成的状态根据病毒的种类不同而不同,本章中,我们对NDV感染诱导细胞SG状态进行研究,并且对SG中病毒成分进行分析。2.2材料和方法2.2.1病毒和细胞新城疫病毒Herts/巧毒株由中国兽药监察所提供。将各毒株尿°囊腔接种9日龄SPF鸡化在37C培养箱中培养,3天(d)后收集尿囊°-液血凝实验检测病毒滴度分装冻存于70C冰箱中。在鸡胚成纤维,,48f3-细胞系(DF;l中进行病毒的TCID50伴数细胞感染量)的测定。人)宫颈癌细胞系(HeLa)购自中科院细胞库。2.2.2抗体和试剂羊-1l--1-TIA多克隆抗体(goatolyclonaantiTIA,SC175T)购p自美国Santacraze公司;鼠G3BP1单克隆抗体(mousemonoclonalan-tiG:3BPlaW6574)购自美国Abeam公司;DAPI购自碧云天生,物技术有限公司;小鼠抗核蛋白(NP)憐蛋白(P)单克隆抗体由本实验室制备。辣根过氧化物酶(HRP)标记羊抗蘭IgG购自美国JacksonImmunoResearch公司。红色及绿色巧光二抗购自美国1报公司。2.2.3免疫巧光检測SG的形成51)将HeLa细胞^10个接种至35mm细胞培养皿中(培养皿中事先放置已灭菌的细胞飞片),用含10%FBS的DMEM培养基11 °在37(3、5%(:化细胞培养箱中培养至70%,2411后,切无血清培养ert基洗緣细胞3次,加入W无血清培养基稀释的NDVHs/33毒株°ImL1M0I(,37C吸附Ih后,去,病毒感染量为多重感染复数)掉病毒液,[^无血清培养基洗緣细胞3次,加入含10%FBS的°DMEM培养基在37C、5%0化细胞培养箱中继续培养。同时设置阴性和阳性对照组细胞,其它处理方式,阴性组除不感染NDV外一致与病毒感染组。2)NDV病毒感染3、6、9、12、24h后,去掉培养基,PBS洗緣细胞2次,加入4%中性甲酵室温固定20min,再WPBS洗络细胞3次。3)在湿涧的滤纸上放置保鲜膜,在保鲜膜上滴加100叫^1:1000TBSTIA-1多克隆抗体稀释的,再放上含有细胞的飞片,保证抗体°与飞片上的细胞完全接触。37C赔育Ih后,取出飞片,TBS洗涂3遍。4)在保鲜膜上滴加100神^1:200TBS稀释的驴抗羊焚光二抗,°再放上含有细胞的飞片,保证抗体与飞片上的细胞完全接触。37C避光赔育比后,取出飞片,TBS洗緣3遍。53-4)重复步骤,对第二种抗体进行染色(NP或(BBP1)6)在载玻片上滴加封片剂,然后放上含有细胞的飞片,用激光共聚焦显微镜观察、摄片。2.2.4SG点的计数通过对10个随机的200倍放大的视野进行SG计数判定SG形成状态。视野中的细胞数通过细胞核计数完成,感染细胞通过病毒NP蛋白计数完成-1,SG形成细胞通过TIA或G犯P1计数完成。2.3NDV感染诱导稳定SG形成为了研究NDV感染后不同时间点SG的形成情况,我们1个感染复数(MOI)的NDV感染HeLa细胞,在感染后不同时间点固-1定,间接免疫焚光染色观察病毒蛋白NP与SG特异性标志物TIA的共定位,结果显示:病毒NP蛋白在NDV感染后化即可被检测ISG至J,但化时细胞中没有形成,SG在病毒感染后化出现,且与-24h逐渐增加NP有部分共定位,SG在NDV感染后6,放大图片显12 -示:部分NP蛋白与SG标志物TIA1共定位,但还有部分NP蛋白-1不存在于SG中(图2)。对十个视野进行SG计数分析,结果盈示SG随着病毒感染时间增多(图2-2)-NPDAPTIMerIA1ge田..EIHIQmmmm■■mmmm13 ■图2-1NDV感染HeLa细胞诱导稳态SG形成i-itnnF.21NDVnfecionleadsU)thestableformatioofSGsiHeLagcells100-]SI8。1IT6。III曲03691224-2图2NDV感染HeLa细胞诱导SG点计数-2uant-Fig.2Qi扫cationofNDVinducedSGsinHeLacells2DV-.4N感染诱导SG标志物TIA1和G3BP1共定位一-为了进步确证NDV感染诱导的是否为SG,我们用TIA1和G3BP1同时作为SG指标观察NDV感染后是否TIA-1和G3BP1共定位-1。结果显示;NDV感染的HeLa细胞中TIA与G3BP1发生明盈的共定位现象(图2-3)NDV感染诱导的点状聚集确实为,说明SG特异性聚集。14 *■"-TIA1G化P1DAPIMe巧e■HB图2-3NDV感染HeLa细胞导致TIA-l和CBBPl的共定位-F-annandig.22ThecolocalizationtterbetweeTIA1G3BP1inp-infectedNDVHeLacells2-.5NDVNP蛋白而非P蛋白与SG标志物TIA1共定位图2-1的结果显示,NDV的部分NP蛋白在感染后期与SG特异性成分TIA-1共定化提示病毒蛋白可能参与了NDV感染诱导SG的形成过程。为了研巧病毒NP蛋白进入SG是否为普遍现象,我们将病毒NP和P蛋白分别与SG标志蛋白TIA-1和GBP1进行3共染,观察是否病毒P蛋白也被招募至SG中。结果显示:病毒的NP蛋白一T-与IA1和CBBP1均有定程度的共定位,但P蛋白与SG标志物不发生共定位P蛋SG过程中发挥一,预示着N白可能在NDV诱导定的作用。15 SGmarkerNPDAPIMergezoom—SGmarkerPDAPoomIMergez■■■■■-3NDVNP蛋白而非P蛋白图2,与SG标志物共定位-Fi.22ThecolocalizationaternbetweenNDVNProt;einbutgpp,notPro1;einwi化SGmarkersp,2.6讨论迄今为止己经有许多病毒被证实通过调控SG形成来促进自身复制,麻疹病毒(MV)和仙台病毒(SeV)是副黏病毒科的另外两种病毒,这两种病毒在感染细胞后并不诱导细胞产生SG,原因可能是病毒的C蛋白抑制了细胞中双链RNA(dsRNA)和PKR的激活一,从而抑制eIF2a的激活和SG的产生对于另种副黏病毒:呼吸道合胞体病毒(民SV)来说,病毒感染1化后诱导SG形成,且抑制持续至感染后2仙。我们的研究结果显示;NDV能够诱导稳态SG形成,不同于MV和SeV,NDV和民SV基因均不编码C蛋白,我们推测C蛋白是决定副黏病毒感染后SG形成的关键因素。需要注意的是SG只存在于NDV感染的细胞中,而且在某些有NP蛋白表达的细胞中没有检测到SG,另外,紫外线灭活的NDV16 不能够诱导SG的形成,这些结果说明了病毒的复制,而非病毒蛋白本身参与了SG的形成。病毒的NP而非P蛋白位于SG中,而对于RSV的研究结果显示病毒NP蛋白和P蛋白标记的合胞体并不与SG共定位腮腺炎病毒的NP蛋白包裹RNA基因组,水疮性口炎病毒(VSV)的N蛋白似乎能够与不同长度的所有RNA成分结合,但是这种结合能够被磯蛋白(NS)抑制类似的,仙台病°毒P蛋白能够与未姐装的N蛋白(N)形成复合物,这种复合物能Pq够抑制N的非法姐装从而有利于核衣壳的组装和病毒转录。在我P蛋SG中-们的研巧中,P蛋白和TIA1几乎没有,部分N白位于而共定位,根据W上这些报道和我们的结果推测NP蛋白可能是通过与细胞或病毒RNA的结合而被招募至SG中,剩下的未组装的NP与P蛋白形成复合物位于一SG外,此假说有待实验进步证实。17 第三章新城疫病毒通过PKR/eIF2a诱导SG形成3.1前言SG主要通过两种机制被诱导,其中经典通路起始于e圧2a的磯一-酸化-GTPtRNAMet复合物(,导致eIF2种负责将起始甲硫氨酸装载到48S转录起始复合物上的复合物)的减少随后RNA结--合蛋白T细胞内抗原11乂11乂-1相关蛋白评^和(TIAR)从细胞核W转运至细胞浆,包裹未翻译的mRNA形成SG。eIF2a的51位磯酸化位点可被多种激酶憐酸化,包括双链RNA依赖性激酶(proteinkinase总蛋白调节激酶(ll-l民,PKR)、eneracontronondereress化egpkinase-1ai,GCN2)、PKR样内质网激酶(PKR化eendoplsmc-retumnase-iculkiPERK)、亚铁血红素eIF2a激酶(hemereulated,g一-HRI)eIF2akinase。另外种eIF2a非依赖通路是通过抑制eIF4F,复合物活性诱导SG形成,包括对其中H种成分eIF4A,eIF4G和eIF4E的抑制,最终导致转录起始效率的降低和SG形成的减少61。SG的诱导途径根据刺激物的不同而不同,本章着重研究参与NDV诱导SG形成过程的具体通路。3.2材料和方法3.2.1病毒和细胞新城疫病毒Herts/33毒株由中国兽药监察所提供。将各毒株尿°囊腔接种9日龄SPF鸡胚,在37C培养箱中培养,3天(d)后收集尿囊°-70C冰箱中液,血凝实验检测病毒滴度分装冻存于。在鸡胚成纤维,48t3-1ID50细胞系(DF)中进行病毒的TC半数细胞感染量)的测定。人(宫颈癌细胞系(HeLa)购自中科院细胞库。3.2.2抗体和试剂111111111-嚷吟霉素和鼠嘿吟霉素单克隆抗体(086010〇1〇11313116puromycin12D10,MABE343)购自美国MerckMil邮ore公司,鼠--ac-tin单克隆抗体(Mousemonoclonalantiactinantibodppy,A-t1978)购自美国Sima公TIA1oag司;羊多克隆抗体(g18 ---olyclonalantiTIA1,sc1751),兔抗eIF2a多克隆抗体(民abbitpo--plyclonalantieIF2a,sc11386),兔抗PKR多克隆抗体(Rabbitlclonanti-PKR-ola,SC707)antacruze公司py购自美国S;兔抗磯酸l--化eIF2t(Ser51)多克隆抗体(RabbitpoclonalantieIF2a,yp9721S)购自美国CellSignalingTechnology公司;兔無憐酸化PKR--多克隆抗体(RabbitolclonalantiPKR,T446购自美国pypp)Eitomics公司3BP1lanti-p;鼠G单克隆抗体(mousemonoclonaG3BPlab%574)购自美国Abeam公司;鼠dsRNA多单克隆抗体,Mouse-(monoclonalantidsRNAantibody口,10010200)购自匈牙利Scicons公司;DAPI购自碧云天生物技术有限公司;小鼠抗核蛋白(NP)磯蛋白(P)单克隆抗体由本实验室制备。辣根过氧化物酶(HRP)标记羊抗鼠IgG购自美国JacksonImmunoResearch公司。lipofectamin2000转染试剂,红色及绿色焚光二抗购自美国life公司。3.2.3质粒和干扰RNA编码巧ag标签的野生型(WT)eIF2a,S51A和S51D突变eIF2a'RNAPKR-由本实验室构建。针对PKR的時异性干扰(si:5'GCGAGAAACUAGACAAAGU-3RNA由上)和无序海吉玛公司合成。3.么4免疫巧光3.2.4.1免疫焚光检测突变eIF2a对NDV诱导SG的影响51)将HeLa细胞^10个接种至35mm细胞培养皿中(培养皿中事先放置已灭菌的细胞飞片),用含10%FBS的DMEM培养基在rrC、5%C〇2细胞培养箱中培养至70%,Wlipofectamin2000转染试剂将WT,S51A和S51DeIF2a质粒分别转染至HeLa细胞中。2)转染24h后,W无血清培养基洗緣细胞3次,加入无血清培养基稀释的NDVHerts/33毒株ImL,病毒感染量为1MOI(多重感染复数),37C吸附Ih后,去掉病毒液,无血清培养基洗緣细胞3次,加入含10%FBS的DMEM培养基在37T:、5%C〇2细胞培养箱中继续培养。同时设畳阴性和阳性对照组细胞,阴性组除不感一致染NDV外,其它处理方式与病毒感染组。19 3)NDV病毒感染1化后,去掉培养基,PBS洗涂细胞2次,加入4%中性甲醇室温固定20min,再WPBS洗涂细胞3次。4)在湿润的滤纸上放置保鲜膜,在保鲜膜上滴加100阵1:1000IA-1TBS稀释的T多克隆抗体,再放上含有细胞的飞片,保证抗体°与飞片上的细胞完全接触。37C解育化后,取出飞片,TBS洗涂3遍。5)在保鲜膜上滴加100阵1:200TBS稀释的驴抗羊焚光二抗,再放上含有细胞的飞片,保证抗体与飞片上的细胞完全接触。避光艇育Ih后,取出飞片,TBS洗緣3遍。6)重复步骤3-4,对第二种抗体进行染色(F1巧)7)在载玻片上滴加封片剂,然后放上含有细胞的飞片,用激光共聚焦显微镜观察、摄片。3-.2.4.2免疫焚光检1NDV感染后dRNA/PKR与TIA11s共定位51)将HeLa细胞5xl〇个接种至35mm细胞培养皿中(培养皿中事先放置已灭菌的细胞飞片),用含10%FBS的DMEM培养基在37尤、5%0)2细胞培养箱中培养至70%,2化后,W无血清培养基洗緣细胞3次,加入W无血清培养基稀释的NDVHerts/巧毒株°ImL,病毒感染量为1MOI(多重感染复数),37C吸附Ih后,去掉病毒液,无血清培养基洗缘细胞3次,加入含10%FBS的°DMEM培养基在37C、5%C02细胞培养箱中继续培养。同时设置阴性和阳性对照组细胞,其它处理方式,阴性组除不感染NDV外与病毒感染组一致。2)NDV病毒感染12h后,去掉培养基,PBS洗涂细胞2次,加入4%中性甲酵室温固定20min,再WPBS洗緣细胞3次。3)在湿润的滤纸上放置保鲜膜100^1:1000,在保鲜膜上滴加叫TBS稀释的T-IA1多克隆抗体,再放上含有细胞的飞片,保证抗体与飞片上的细胞完全接触。37t赔育Ih后,取出飞片,TBS洗涂3遍。4)在保鲜膜上滴加100阵1:200TBS稀释的驴抗羊茨光二抗,°再放上含有细胞的飞片,保证抗体与飞片上的细胞完全接触。37C避光膊育Ih后,取出飞片,TBS洗涂3遍。5-4二dA或PKR)重复步骤3,对第种抗体进行染色(sRN)6)在载玻片上滴加封片剂,然后放上含有细胞的飞片,用激光20 共聚焦显微镜观察、摄片。3.2.4.S免疫焚光检测PKR干扰后SG的形成状态51)将HeLa细胞^10个接种至35mm细胞培养皿中(培养皿中事先放置已灭菌的细胞飞片),用含10%FBS的DMEM培养基°在37C、5%C02细胞培养箱中培养至70%,Wlip〇fectamin2000转染试剂将siPKR转染至HeLa细胞中。2)转染4化后,[^无血清培养基洗涂细胞3次,加入无血清培养基稀释的NDVHerts/33毒株ImL,病毒感染量为1MOI(多重°感染复数),37C吸附比后,去掉病毒液无血清培养基洗緣细°胞3次,加入含10%FBS的DMEM培养基在巧C、5%C02细胞培养箱中继续培养。同时设置阴性和阳性对照组细胞,阴性组除不感?染NDV外一,其它处理方式与病毒感染组致。3)NDV病毒感染12h后,去掉培养基,PBS洗涂细胞2次,加入34%中性甲酸室温固定20min,再PBS洗絡细胞3次。4)在湿润的滤纸上放置保鲜膜,在保鲜膜上滴加IOOmL1:1000TBS稀释的T-IA1多克隆抗体,再放上含有细胞的飞片,保证抗体°与飞片上的细胞完全接触。37C僻育Ih后,取出飞片,TBS洗緣3遍。5)在保鲜膜上滴加IOOmL1:200TBS稀释的驴抗羊焚光二抗,°再放上含有细胞的飞片,保证抗体与飞片上的细胞完全接触。37C避光勝育比后,取出飞片,TBS洗緣3遍。63-4二)重复步骤,对第种抗体进行染色(G3BP1)7)在载玻片上滴加封片剂,然后放上含有细胞的飞片,用激光共聚焦显微镜观察、摄片,并对视野中有SG的细胞进行计数。3.2.5SG点的计数通过对10个随机的200倍放大的视野进行SG计数判定SG形。视野中的细胞数通过细胞核计数完成成状态,SG形成细胞通过TA-1I或G化P1计数完成。ern-.23.6Westblot3-.2.6.1Westemblot检测NDV感染后eIF2t磯酸化和总蛋白翻译水平21 5x1)将HeLa细胞5l〇个接种至35mm细胞培养皿中,用含°10%FBS的DMEM培养基在巧C、5%£化细胞培养箱中培养至70%,去掉培养基,W无血清培养基洗緣细胞3次,加入无血清°培养基稀释的NDVHe化/33毒株ImL,病毒感染量为1MOI,37C吸附Ih后,去掉病毒液,无血清培养基洗涂细胞3次,加入含°10%FBS的DMEM培养基在37C、5%C〇2细胞培养箱中继续培养。同时设置阴性对照组细胞;阴性组除不感染NDV外,其它处理方式与病毒感染组一致。2)病毒感染后4h、8h、12h、1化、2化和24h收取细胞样品。°1,到达指定时间点前^1]\4嚷吟霉素处理化处理之后用40预冷的^°PBS洗涂细胞2次,在冰上用细胞刮或细胞护刮取细胞,4C°4000r/niin离也5min,去上清,再用PBS重悬,4C4000r/min离瓜°5m-in,去上清,细胞沉淀冻存于70C冰箱。3)在细胞沉淀中加入120阵Western及IP细胞裂解液,再用细°胞超声仪破碎细胞Is,4C12000r/min离也5min,取上清,用增强型BCA蛋白浓度测定试剂盒测定蛋白浓度,在加入30_iL5X上样缓|冲液,煮沸5min,室温2000r/min离也5min。4)SDS-PA畑凝胶电泳:每孔中蛋白上样量为40帖,先调节电压至恒压80V,待蛋白样品从层积胶进入分离胶后,调整电压为100V,继续电泳至漠酪蓝迁移至分离胶底部。5-)蛋白转印;SDSPAGE电泳结束后,从玻璃板中将凝胶取出,与H层滤纸、海绵和根据凝胶大小剪好的硝酸纤维素(NC)膜""一起浸泡于预冷的转印缓冲液中的顺序安装电,按照膜正胶负-海绵-H层滤纸--NC膜-H层滤纸--正极泳装置,及负极凝胶海绵。加入电泳缓冲液后在冰浴条件下进行转印,转印条件为恒流250mA1.化。6)转印完成后,W5%(V/W)脱脂季L室温封闭2h,去除封闭°液,加入1:1000含1%叠氮钢的TBST稀释抗体,4C作用过夜,然一Om抗进行回收in。加入1:8000后将,WTBST洗緣3次,每次l-HRP二抗TBST稀释的羊抗贏或羊抗兔IgG,室温作用Ih,WTBST洗涂3次in。,每次lOm8)使用SupersignalwesticoChemiluminescentSubstrates试齐U盒p'在暗室中进行显色。将ECL显色试剂盒的A液和B液1:1混合后与22 -5mNC膜解育,作用lin后,将NC膜放置于暗盒内曝光,将曝光的胶片先在显影液中显示目的条带,自来水冲洗,最后放置于定影液中定影。9)NC膜的Re-brnloting:完成Weste发光检测后,将膜在蒸傭一min二in,水中漂洗5m,加入抗抗去除液腰育5再加入足量蒸馈水漂洗5min,后进行上述封闭和抗体作用等步骤。S-.2.6.2Westemblot检额siPKRPKR和eIF2a!1后磯酸化水平51)将HeLa细胞5xl〇个接种至35mm细胞培养皿中,用含°10%FBS的DMEM培养基在37C、5%0)2细胞培养箱中培养至〇70/〇,liofectamin2000转染S巧KR。p2)转染4化后去掉培养基,无血清培养基洗涂细胞3次,加入W无血清培养基稀释的NDVHe化/巧毒株ImL,病毒感染量为1°MOI,37C吸附化后,去掉病毒液,W无血清培养基洗涂细胞3°次,加入含10%FBS的DMEM培养基在37C、5%0)2细胞培养箱中维续培养。同时设置阴性对照组细胞,阴性组除不感染NDV外,一致其它处理方式与病毒感染组。°2)病毒感染1化收取细胞样品,处理之后用4C预冷的PBS洗°緣细胞2次,在冰上用细胞刮或细胞护刮取细胞,4C4000r/min离°、也5min,去上清,再用PBS重悬,4C4000r/min离也5min上,去°清-70,细胞沉淀冻存于C冰箱。3)下步骤同3.2.6.13.3NDV感染诱导elF2a權酸化和总蛋白翻译水平下降ssPKR和tieIF2a是经典的诱导SG形成的通路,因此我们研究了PKR/eIF2a通路是否在NDV感染诱导SG中必须。结果表明:NDV感染后期能够诱导强烈诱导eIF2a稱酸化(图3-1),这与病毒一感染诱导的SG时间点致-GTP-tRNAMet。eIF2a麟酸化导致eIF2W四聚体复合物量的减少,从而导致细胞总蛋白翻译量降低。因此一接下来我们用种非放射性标记方法:SUnSET,来检测NDV感染后不同时间点磁蛋白合成情况。结果显示:NDV感染后导致宿主蛋白翻译量的逐渐降低,相应的,病毒NP蛋白随着病毒感染过程逐23 渐增加-。需要注意的是,感染后24heIF2a和3actin的量的降低是!由于病毒感染后细胞脱落导致的(图3-2)。 ̄ ̄ ̄ ̄Mock4812而2024h!p義#?PuromcinJH'y愈mi?’Dini’uuuulUwmigi^gggglggli>mmm?mmmmmmPactlnimm-'.'-elF2ammpMl窜elF2a嗎IP誦擊iWi賴I除禱賺-图31NDV感染诱导eIF2a的磯酸化及总蛋白翻译减少-Fi.31NDVinfectio打leads化thehoshorlationofgeIF2aandppydecreaseofglobalroteintranslationp3^4eIF2a51位磯酸化参与了NDV诱导SG的过程为了进一步研究F2a在NDV诱eI导SG中的作用,我们转染了两种eIF2a磯酸化位点突变引物:S51D和S51AeIF2a,分别模拟eIF2a的过磯酸化和去憐酸化形式。转染HeLa细胞后结果显示,野生型eIF2a转染的细胞中SG形成没有变化,而S51AeIF2a质粒转染的细胞中没有SG形成,周围细胞中SG形成并未受到影响,S51DeIF2a转染的细胞中形成SG,值得注意的是在转染细胞中形成的SG点似乎比正常状态下病毒感染诱导的SG点形态上更大,数-2)量上更少(图3。24 ?-?.??*-.TlaDAPMereIA1FgIg■IHHb■—■■图3-2eIF2a憐酸化对于NDV诱导SG至关重要F-tig.32eIF2ahoshorlaionatS51isnecesarrfor出eformationppyy-ofNDVinducedSGs3.5NDV感染后病毒dsRNA和PKR均位于SG中NDV属于单股负链RNA病毒,感染过程中能够短智的产生dsRNA中间体,能够激活PKR/eIF2a通路和SG形成。鉴于此我们检测了病毒感染的细胞中dsRNA和PKR的产生状况及亚细胞定位,结果显示:病毒感染后细胞中dsRNA和PKR均与SG标志蛋白TIA-1有明显的共定位现象,说明NDV感染产生的dsRNA极有可/eIF2a通-3能通过激活PKR路诱导SG的形成(图3)。25 -TlA1dsRNADAPIMergeMW———-TiA1PKRDAPIMerge■■■■图3-3NDV感染后病毒dsRNA和PKR与T-lIA共定位"-wee凸-Fi.33ThecolocalizationatternbetdsRNA/PKRw她!^^gp1i-infnNDVect;edcells义6PKR参与了NDV感染诱导的eIF2a激活上述结果证实了一NDV感染能够诱导dsRNA的产生,下步我们观察了PKR/eIF2a是否在NDV感染过程中被激活,我们WImM亚神酸纳(ARS)刺激30min作为阳性对照,我们发现ARS刺激后PKR和eIF2a被显著磯酸化,同时NDV感染组的PKR和eIF2a也-4A)被磯酸化(图3,而干扰PKR之后感染NDV,结果显示eIF2a-4B)磯酸化水平明显下调(图3。这些结果说明在NDV感染过程中,PKR/eIF2a被激活,且PKR的激活对下游eIF2a的磯酸化至关重要。26 AMockARSNDVBScramblesiPKR’-一一一>-PKRPKRr,;;^’■^?***-e>lF2a"ii—i"*PKR9imtmmp■^--rnmmrnelF2aiipelF2ammmm1npipwipipt齡诏:;心黨献戚-)啤'马站N聲考爷占!考自?雜麵麵-ewm齡翁幽>um議wactinlF2a儀P^昨譽c"nJM:II图3-4NDV感染激活PKR/eIF2a通路(A)NDV感染诱导PKR和eIF2a磯酸化激活;(B)干扰PKR'抑制下游eIF2a的磯酸化-vaFi.34NDVinfectionleads化化eactitionofPKR/eIF2agathwapyNDVinfectionleads;t:hhohorltiA1oesaonofPKRandeIF2a()ppy;BDeletionofPKRinh化ittiiehoshorlationofeIF2a()pppy3.7PKR干扰导致NDV感染诱导的SG点的减少上述结果显示NDV感染能够通过产生dsRNA激活PKR/eIF2a通路,PKR/eIF2a通路的激活是否与NDV感染诱导的SG有关,我们对内源性PKR干扰后感染NDV病毒-1,对SG两种标志物TIA和G3BP1进行共染色,发现与转染无序RNA的对照组相比,干扰PKR组中有SG点状聚集的细胞显著减少(图3-5A)。对视野中有SG的细胞进行计数,发现干扰PKR组中有SG的细胞仅为对照组0%(3-5B)的约3图,说明干扰PKR通过影响eIF2a磯酸化影响了NDV感染诱导SG的形成。27 ?*soAB*T-1G3BP1MereIAg""■n^H^S圓圓30-^120-j-10^1tlIH^HBBI〇_L^—Scumbles巧KR图3-5干扰PKR抑制NDV感染诱导的SG形成(A)siPKR抑制NDY感染诱导的SG(B)SG点的计数i--Fg.35DepletionofPKRinhibitNDVinducedSGs-uantAs巧KRinhibitNDVinducedSGsBificationofSGdots()()Q3.8讨论副黏病毒科病毒猿肾病毒5型(SV5)感染宿主细胞不激活PKR/eIF2a通路,因此不能抑制细胞总蛋白的翻译相应的,SV5感染诱导的病毒胞质小体就不与SG标志性成分共定位。我们的前期研究证实NDV感染能够通过激活PKR/eIF2a通路诱导干扰stwa通素水平的上调。在此项研究中我们证实了PKR/eIF2路在NDV一感染诱导的SG中发挥关键的作用。另外个eIF2a非依赖途径涉及stWesIF4F复合物的失活。但是,在NDV感染过程中eIF4F的两个主要成分euU-IF4G和細4E均发生明显磯酸化,并且用m7GTTpdown实验,我们观察到NDV感染在HeLa细胞中增强了eIF4F复合物的装配(未发表数据)。这些结果说明了NDV感染诱导的SG形成依赖于eIF2a的磯酸化,而非通过抑制eIF4F活性的方式。需要注意的是,PKR的干扰并未完全阻断SG的形成,除了有干扰效率一2a的磯酸方面原因外,还有可能其他H种激酶也参与了eIF化和SG的形成。28 第四章新城疫病毒感染诱导的SG为经典型SG4.1前言和其他理化刺激相比一,病毒作为种生物性刺激源诱导SG有一SG一个动态过程其特殊性,方面病毒诱导形成是,病毒感染不同阶段对SG的调控左右可能不尽相同,例如小RNA病毒感染早期能够观察到细胞中存在SG,但后期由于病毒的3C蛋白切割G3BP1P&一AW蛋白致使SG消失。另方面,由于病毒的多样性,不同病毒诱导或抑制SG的方式也不同,例如野生型流感病毒感染细胞不诱导SG产生,但NS1突变的病毒却能通过PKR依赖途径诱导SG.SG形成的形成而本文中的NDV巧能稳定诱导。由于这些病毒感染诱导SG的特殊性,致使病毒诱导的SG类型也有一定程度的多样性,例如有些病毒诱导产生抗病毒颗粒(AVG)抑制病毒増殖,而与其他理化刺激诱导的SG不同,AVG6263t在蛋白翻译抑制药物放线菌酬的处理下并不发生降解^3,另外,""一些SG标志病毒感染诱导的假SG不含有,例如e圧3或eIF4A等,。而SG的类型与其在SG复制过程中发挥的作用息息相关因此本章研究了NDV感染的SG是否与ARS刺激诱导的SG同样为经典型SG。和4.2材科和方法-4.2.1病毒巧I细賄新城疫病毒Herts/33毒株由中国兽药监察所提供。将各毒株尿°囊腔接种9日龄SPF鸡胚,在巧C培养箱中培养,3天的)后收集尿囊°血凝实验检测病毒滴度-70C冰箱中液分装冻存于。在鸡胚成纤维,,tw-细胞系(DF1中进行病奉的TCID50半数细胞感染量)的测定。人)(宫颈癌细胞系(HeLa)购自中科院细胞库。4.2.2抗体和试剂-act放线菌巧(CHX)(C7698),鼠in单克隆抗体(Mousepmonoc--nlonalantiactiantibod,A1978)购自美国Sima公司pyg;羊29 ---TIA1(oatocaant-C多克隆抗体gplylonliTIA1,S1751)购自美国Santacmze司-公;兔抗rPS6卓克隆抗体(Rabbitmonoclonalanti--iPSG,SC2217),兔抗eIF3A多克隆抗体(Rabbitpolyclonala打ti-naeIF3A,SC2538)购自美国CellSilinTechnolo公司;兔抗gggyeF4Eabbillolant-I多克隆抗体(rtpocnaieIF4E,ab1126),兔抗yeIF4G克隆抗体(rabblllati-多itoconaneIF4G,ab47649)购自美py国Abeam公司;DAPI购自碧云天生物技术有限公司;小鼠抗核蛋白(NP)单克隆抗体由本实验室制备。辣根过氧化物酶(HRP)标记羊抗鼠IgG购自美国JacksonImmuno民esearch公司。lipofectamin2000转染试剂,红色及绿色英光二抗购自美国life公司。4.2.3药物试验5x1)将HeLa细胞5l〇个接种至35min细胞培养皿中(培养皿中事先放置已灭菌的细胞飞片),用含10%FBS的DMEM培养基在°37C、5%C02细胞培养箱中培养至70%,24h后无血清培养基洗涂细胞3次,加入无血清培养基稀释的NDVHerts/33毒株ImL,°病毒感染量为1M0I(多重感染复数),37C吸附Ih后,去掉病毒液,W无血清培养基洗涂细胞3次,加入含lOO/mLCHX,ng°10%FBS的DMEM培养基在37C、5%C02细胞培养箱中继续培养。同时设置阴性和阳性对照组细胞,阴性组除不感染NDV外,其它处理方式与病毒感染组一致,阳性组为ImMARS处理化后收养,药物处理全程加入CHX。2)NDV病毒感染12h后,去掉培养基,PBS洗涂细胞2次,加入4%中性甲酸室温固定20min,再PBS洗壤细胞3次。3)在湿润的滤纸上放置保鮮膜,在保鲜膜上滴加100iL1:1000|TBS稀释的T-IA1多克隆抗体,再放上含有细胞的飞片,保证抗体°与飞片上的细胞完全接触。37C艇育化后,取出飞片,TBS洗涂3遍。4)在保鲜膜上滴加100阵1:200TBS稀释的驴抗羊焚光二抗,°再放上含有细胞的飞片,保证抗体与飞片上的细胞完全接触。37C避光膊育化后,取出飞片,TBS洗涂3遍。5)重复3-4步骤,对第二种抗体进行染色(NP)6)在载玻片上滴加封片剂,然后放上含有细胞的飞片,用激光30 共聚焦显微镜观察、摄片。4.2.4免疫巧光检测SG与特异性标志共定位51)将HeLa细胞5xl〇个接种至35mm细胞培养皿中(培养皿中事先放置已灭菌的细胞飞片),用含10%FBS的DMEM培养基°在37(:、5%〇)2细胞培养箱中培养至70%,2411后,[^无血清培养基洗涂细胞3次,加入W无血清培养基稀释的NDVHerts/33毒株ImL,病毒感染量为1M0I(多重感染复数),37t吸附Ih后,去掉病毒液,无血清培养基洗缘细胞3次,加入含10%FBS的DMEM培养基在37足、5%(:化细胞培养箱中继续培养。同时设置’其阴性和阳性对照组细胞,阴性组除不感染NDV外,它处理方式与病毒感染组一致。2)NDV病3、6、9、12、24h后,去掉培养基PBS洗毒感染,涂细胞2次in,再i^PBS洗緣细胞,加入4%中性甲酵室温固定20m3次。3)在湿涧的滤纸上放置保鲜膜,在保鲜膜上滴加100阵1:1000TBS稀TIA-释的1多克隆抗体,再放上含有细胞的飞片,保证抗体°与飞片上的细胞完全接触。37C腾育比后,取出飞片,TBS洗涂3遍。4)在保鲜膜上滴加100咕1:200TBS稀释的驴抗羊茨光二抗,°再放上含有细胞的飞片,保证抗体与飞片上的细胞完全接触。37C避光膊育化后,取出飞片,TBS洗涂3遍。53-4)重复步骤,对第二种抗体进行染色(rP%,eIF4E,eIF4G,eIF3A)。6)在载玻片上滴加封片剂,然后放上含有细胞的飞片,用激光巧聚焦显微镜观察、摄片。4.3NDV感染诱导的SG可被放线菌巧降解SG中mRNA的存在是动态的过程,SG形成过程中mRNA在SG和多核糖体之间穿梭,而放线菌雨能够稳定多核糖体,使多核糖体中的mRNA不能被释放出来,从而抑制SG形成。但不同于经典SG,抗病毒颗粒在放线菌爾处理后不发生降解。为了检测NDV感染诱导的SG为何种类型SG,我们用CHX处理HeLa细胞后感染31 NDV,结果显示:CHX处理之后细胞中的SG发生完全降解,而对照组细胞照常产生SG。阳性对照ARS诱导产生的SG同样也被CHX降解(图4-1)。CHX-CHX+()()T--IA1NPDAPere1IMgTIANPDAPMerIge■■■■■■■■国■圓■■■Q巧■田图4-1NDV感染诱导的SG被CHX降解--Fi.41NDVinducedSGswerederadedbyCHXtreatmentgg4.4NDV感染诱导的SG与小核糖体亚基共定位经典SG形成过程中,mRNA和结合的翻译起始复合物等40S位于SG中,但由于SG中没有60S大核糖体因此不能够发挥翻译功能,而E3蛋白突变的牛痘病毒感染细胞诱导的抗病毒颗粒中没有经典SG中包含的40S小核糖体亚基,同时也能抵抗CHX的降解作用tW一,为了进步确定NDV感染形成SG的类型,我们对SG标志物TIA-1S6和小核糖体亚基巧进行共染色,观察是否有共定位,结果显示:在对照细胞中,巧S6均匀分布在细胞质中,而阳性对照ARS刺激的细胞中巧%与TIA-1共定位SG,类似的,病毒感染诱导的中巧%与病毒感染的SG明显共定位4-2)。(图32 ’-PS6DARTIA1rIMergemsmiPHD、,.,■I巧?图4-2NDV感染的HeLa细胞中SG标志物TIA-1与rPS6共定位---rkerFi.42SGmaTIA1iscolocalizedwith1P1S6inNDVginfectedHeLacells4.5NDV感染诱导的SG与翻译起始因子共定位’--正常未应激状态下,eIF2GTPtRNAMet与转录本的5帽子结t构结合形成48S复合物,通过反密码子与RNAMet结合之后,eIF5促进了GTP水解,初期的起始因子被60S亚基替换。eIF2a的磯酸eIF2--tt-化使GTPRNAMe减少,细胞核中的TIA1转移至细胞质-中,与非经典的eIF2eIF5缺失的翻译前体复合物结合,通过TIA1的自聚合区域聚集形成SG,。因此在经典SG中应该含有除了eIF2和eIF5之外的其他翻译起始因子,例如eIF3、eIF4E、eIF4G等。我们在NDV感染的细胞中对レッ上蛋白和SG标志物进行共染色,结果显示一,W上H种翻译起始因子均与病毒感染诱导的SG有定程度-3--的共定位(图4、44、45)。33 T-eIA1elF4EDAPIMergmmam-3-图4NDV感染的HeLa细胞中SG标志物TIAl与eIF4E共定位---Fig.43SGmarkerTIA1iscolocalizedw地eIF4EinNDVinfect;edHeLacells-eTIA1lF3ADAPIMergemmmm34 --4图4NDV感染的HeLa细胞中SG标志物TIA1与eIF3A共定位F---i.44SGmarkerTIA1iscolocalizedwi化eIF3AinNDVginfectedHeLacellsT-rIA1elF4GDAPIMegeHHBH国■■■!-4-图4NDV感染的HeLa细胞中SG标志物TIA1与eIF4G共定位--zedw-Fi.44SGmarkerTIA1iscolocalii也eIF4GinNDVginfectedHeLacells4.6讨论病毒感染诱导的细胞质颗粒与经典SG在组成和功能上均有可能不同,上述提到E3蛋白突变的牛痘病毒诱导的AVG不含40s成tWSG中T分。在脊髓灰质炎病毒感染晚期,病毒诱导的包含IA但一mRNA是缺失些转录起始因子,结合蛋白レッ及大部分polAy()mRNA。在我们的研究中,CHX处理使NDV诱导的SG完全解聚,值得注意的是CHX作为一种翻译抑制药物,不但对SG有解聚作用,病毒蛋白NP在CHX处理之后也几乎完全消失CHX不,说明但对宿主蛋白有抑制作用,也抑制病毒蛋白的合成。除此之外,SG35 TIA-1G3BP1和小核糖体蛋白rP6的标志物lS翻译起始因子过F4E,,,e圧4G和eIF3A均有共定位,说明了病毒感染诱导的SG为经典型SG。W上几章研巧内容证实:NDV感染细胞能够诱导稳定性SG产生,说明SG的形成是伴随病毒复制的整个过程的,且病毒诱导的SG并不具备抗病毒颗粒的特性,这些结果提示我们SG在NDV感染过程中或许不发挥掉抗病毒复制的作用,病毒复制能够在SG存在的状态下复制,或是病毒直接利用SG成分为自身复制服务,这些即是下一步需要解决的问题。36 第五章NDV感染诱导的SG需要微管蛋白协助5.1前言SG被认为是一种动态的结构,经典SG的形成依赖于细胞骨架666f&]成分,尤其是微管蛋白,与此不同的是,细胞骨架似乎在病毒感染诱导的非经典SG中不发挥作用。目前对微管在各种不同理化因素刺激诱导的SG中发挥的作用有不同报道。早期的研究结果显示微66S刺激诱导的SGf3管蛋白的损坏完全抑制了ARs。最近的报道显示;微管蛋白的始聚不影响已经形成的SG的大小和数量,但是显著wfi抑制SG的运动性和动态。同时,有研究证实微管蛋白的更新使SG运动范围増加,促itTSG的的聚合,也就是说微管对于小SG的65t]形成没有影响,但他们对大SG的形成是必要的。我们的上述结果显示病毒感染诱导的SG较经典ARS诱导的SG相比,大小上明显偏大,我们推测是否NDV感染诱导的SG与微管蛋白的运输有密切的联系。5.2材料和方法5.2.1病毒和细胞新城疫病毒Herts/33毒株由中国兽药监察所提供。将各毒株尿°囊腔接种9旧龄SPF鸡胚,在37C培养箱中培养,3天(d)后收集尿囊°-70C冰箱中液,血凝实验检测病毒滴度,分装冻存于。在鸡胚成纤-维细胞系(DF1中进行病毒的TCnD50(半数细胞感染量)的测定)[48]。人宫颈癌细胞系(HeLa)购自中科院细胞库。5.2.2抗体和试剂微管解聚药物Nocodazole(Noc)(M1404),微丝解聚药物TIA-cyto油alasinD(cytoD)(C8273)购自美国sigma公司;羊1多--1-1oatolclonalantiTIASC751)购自美国Santacruze是隆抗体(g,pyliDAPI公司;tubun红色巧光探针,actin绿色巧光探针,购自碧云天生物技术有限公司红色及绿色巧光二抗购自美国life公司。37 5.2.3药物处理1)将HeLa细胞5X105个接种至35mm细胞培养皿中,用含°C10%FBS的DMEM培养基在37、5%C02细胞培养箱中培养至70%,24h后,tU无血清培养基洗涂细胞3次,加入W无血清培养基稀释的NDVHe化/33毒株ImL,病毒感染量为1MOI(多重感染复数)°C2)37吸附Ih后,去掉病毒液无血清培养基洗涂细胞3次,加入含l〇Hg/mL的Noc或叫g/mL的cytoD,1%FBS的DMEM°%培养基在37C、5C02细胞培养箱中继续培养。同时设置阴性对照组细胞一,阴性组除不感染NDV外,其它处理方式与病毒感染组致。3)NDV病毒感染12h后收样,去掉培养基,PBS洗緣细胞2次,加入4%中性甲酸室温固定20min,再PBS洗3次。tU涂细胞3)在湿润的滤纸上放置保鲜膜,在保鲜膜上滴加100UL11000TBS-1:稀释的TIA多克隆抗体,再放上含有细胞的飞片,保证抗体与飞片上的细胞完全接触。37X:解育比后,取出飞片,TBS洗緣3遍。4)在保鲜膜上滴加100UL1:200TBS稀释的驴抗羊焚光二抗,°再放上含有细胞的飞片,保证抗体与飞片上的细胞完全接触。37C避光僻育Ih后,取出飞片,TBS洗涂3遍。5)对tubulin红色焚光探针,actin绿色巧光探针进行染色,°37C避光腊育30min。6)在载玻片上滴加封片剂,然后放上含有细胞的飞片,用激光共聚焦显微镜观察、摄片。5in.3tubuI介导NDV感染诱导的SG的聚集一由于目前关于tubulin对SG形成的作用还有定程度的争议,病毒感染诱导的一SG与传统SG有定的差异,于是我们队NDV感染诱导的SG是否需要tubulin完整性进行验证,结果显示,对照沮tubulin呈现明显的细丝状排列,说明tubulin探针特异,而用Noc药物处理么后的tubulin则呈弥散状分布于细胞质中,说明Noc破坏了tubulin的完整性,在病毒感染姐,结果显示Noc处理组的SG并未消失,但是形态明显比对照组圆,且形态上更小,数量上更多(图38 -ubul51)in与NDV感染诱SG有关,说明了t导的大。'.'--贈棘V';NocWHA-1TubueelinDAP!M巧iiiihmbNoc*{}T-IA1TubulinDAPIMwge-ubu图51tlin与NDV感染诱导的大SG有关-nFi.51tuliisassociakdwi化化e化eformatio凸ofaregbulgSGinducedbyNDVinfection'5.4actNDVin与诱导的SG无关已有的报道显示,actin在SG形成过程中不发挥主要作用,我们对NDV感染过程中actin在SG中的作用进行判定,结果显示,39 actin在对照组呈现明显的丝状,在cytoD处理后发生显著破坏,相应的in的解聚对NDV感染诱导的,对SG形成的判定结果显示,actSG并无明显影响(图5-2)。.C-ytoD()-eActinTIA1DAPIMe巧CytoD+()Ac-tio了IA1DAPIMerge■■■■■■■■■-2ac图5tin的解聚不影响NDV感染诱导的SG形成i-Fg.51Thedepolymerizationofactindoesnotinfluencetheformationf-oNDVindcuedSG40 5.5讨论目前为止关于tubulin在SG中的作用还存在争议,近期的研巧结果显示tubulin在SG的形成中不发挥主要在作用,而在SG的移动67]和聚集方面发挥重要的体用,我们对NDV感染细胞形成的SG进行判定SG?,结果湿示,微管的解聚不影响形成,但是导致了小""SG的形成一P,这些结果似乎与成熟模型致,即mRN颗粒由小M一过程与fl口炎聚集至大形成SG,这tubulin息息相关。水疮性病毒(VSV)感染诱导的SG样结构不需要细胞微管蛋白巧微丝蛋白的一fW协助种区分SG样颗粒和经典SG的区别。我们的结果,这是另显示tubulin在NDV感染诱导的SG与ARS诱导的SG中发挥相似的一作用。,进步证实了NDV感染诱导经典泌41 第六章SG通过调控蛋白翻译系统促进病毒复制6.1前言SG通常被认为是一种宿主细胞的抗病毒机制,在某些不诱导SG形成的病毒感染状态下,越来越多的证据证明SG的形成和病毒复制呈现一种负相关。例如日本脑炎病毒(化V)病毒核必蛋白与宿主Caprin1蛋白的相互作用抑制SG形成,而核也蛋白突变的JEV则失去了与宿主Caprin1蛋白的结合功能,从而使病毒感染不69能抑制SG形成t3,导致病毒蛋白翻译和病毒滴度的降低。在其他一一些例子中,病毒诱导SG样颗粒,这种SG样颗粒中缺少些经典SG的关键组分,被称之为抗病毒颗粒(AVG),痘病毒感染诱导的AVG导致病毒蛋白翻译和病毒滴度的降低这些研究支持上述观点一,即SG(或SG样颗粒)是种细胞的抗病毒反应。但在某些情况下,病毒感染细胞诱导稳定存在的经典SG,这种状态下SG成分似乎对病毒复制有促进作用-1TIAR或G3BP1干扰。例如TIA,PS3的细胞中HCVRNA复制,病毒组装和释放均被抑制。呼吸道合胞体病毒(RSV)也能诱导经典SG,G3BP的缺失显著抑制SG的53[3形成,同时降低了病毒滴度和RNA合成量。一些提示一W上这些报道给我们,即病毒感染诱导SG的状态定程度上决定了SG在病毒复制过程中的作用,我们的研究中NDV能够诱导稳态经典一SG产生,与另种副黏病毒科病毒民SV类似,根据之前的报道我们推测SG在NDV复制中也起到正调控作用,本章对此推测进行实验性证实一,并对其中的机制进步探索。6.2材料巧方法6.2.1病毒和细胞新城疫病毒Herts/33毒株由中国兽药监察所提供。将各毒株尿>°囊腔接种9日齡SIF鸡胚,在37C培养箱中培养,3天(d)后收集尿囊°液-,血凝实验检测病毒滴度,分装冻存于70C冰箱中。在鸡胚成纤维48[3F-TCID50细胞系(Dn中进行病毒的(半数细胞感染量)的测定。人宫颈癌细胞系(HeLa)购自中科院细胞库。42 ???6.2.2抗体和试剂-曝吟霉素和鼠嚷吟霉素单克隆抗体(mouseimonoclonalantpuromycin口D10,MABE343)购自美国Mer浊Millipore公司,鼠---nactin单克隆抗体(Mousemonoclonalantiactiantibody,PpA巧7SiIA-1.8)购自美国gma公司;羊T多克隆抗体(goatolci-TIA-1-171)ARoapylonalant,sc5,羊TI多克隆抗体(gtll--oconalantiTIAR,sc1749)购自美国Santacmze公司;小鼠抗py核蛋白(NP)单克隆抗体由本实验室制备。辣根过氧化物酶(HRP)标记羊抗鼠IgG购自美国JacksonImmunoResearch公司。liofectamin2000转染试剂,红色及绿色焚光二抗购自美国life公p司。’6.2.3干扰RNA,---针对TIA1的特异性干扰RNA(siTIA1:5’CUGGGCUAACAGAACAACUAATT-3)TIAR,针对的特异性干扰’’RNA--(siTIAT:5CCCATATTGCTTTGTGGAATT3)和无序RNA由上海吉玛公司合成。-6.2.4T干扰IA1/TIAR后检测蛋白翻译及病毒滴度’V’1)将HeLa细胞^105个接种至35mm细胞培养皿中,用含10%FBS的DMEM培养基茫37t:、5%C02细跑培养箱中培养至70%-,lipo耗ctamin2000转染试剂将S汀!A1/siTIAR转染至HeLa细胞中。2)转染4化后,1^无血清培养基洗緣细胞3次,加入从无血清培养基稀释的NDVHerts/33奉株ImL,病毒感染量为1MOI(多重感染复数),37K吸附Ih后,去掉病毒液,W无血清培养基洗涂细胞3次,加入含10%FBS的DMEM培养基在37^:、5%C02细胞培养箱中继续培养。同时设置阴性和阳性对照组细胞,阴性组除不感染NDV外一,其它处理方式与病毒感染组致。3)NDV病毒感染6,12,18,2化后收样,收样之前加ImM曝吟霉素标记,去掉培养基,之后用4C预冷的PBS洗涂细胞2"C次,在冰上用细胞刮或细胞f产刮取细胞,44000r/min离也5min,43 °、去上清,再用PBS重悬,4C4000r/min离也5min,收集细胞上-清,细胞沉淀冻存于7(TC冰箱供westernblot检测蛋白表达,上清0半数细胞感染量的测定-Oberdorferet进行病毒的TCID5()(Romeral.2003。,)4)在细胞沉淀中加入120阵Western及IP细胞裂解液,再用细°n、胞超声仪破碎细胞Is,4C12000r/mi离也5min,取上清,用增强型BCA蛋白浓度测定试剂盒测定蛋白浓度,在加入3(HiL5x上样缓冲液,煮沸5min,室温12000r/min离也5min。5)SDS-PAGE凝胶电泳;每孔中蛋白上样量为40惦,先调节电压至恒压80V,待蛋白样品从层积胶进入分离胶后,调整电压为100V,继续电泳至漠献蓝迁移至分离胶底部。6)蛋白转印-:SDSPA畑电泳结束后,从玻璃板中将凝胶取出,与三层滤纸、海绵和根据凝胶大小剪好的硝酸纤维素(NC)膜""一起浸泡于少C预冷的转印缓冲液中膜正胶负的顺序安装,按照电泳装置--三层滤纸--NC膜-H层滤纸--正,及负极海绵凝胶海绵极。加入电泳缓冲液后在冰浴条件下进行转印,转印条件为恒流250mA1.5h。7)转印完成后,W5%(v/w)脱脂郭室温封闲2h,去除封闲液°,加入1:1000含1%叠氮钢的巧ST稀释的抗体,4C作用过夜,一抗进行回收然后将,WTBST洗涂3次,每次lOmin。加入-HRP二抗18000TBSTIG,室温作用比,:稀释的羊抗鼠或羊抗兔gi^TBST洗緣3次,每次lOmin。8)使用SupersignalwestpicoChemyuminescentSubstral:es试剂盒在暗室中进行显色。将ECL显色试剂盒的A液和B液1:1溜合后-5minC膜放置于暗盒内曝光与NC膜僻育,作用l后,将曝,将N光的胶片先在显影液中显示目的条带,最后放置于定,自来水冲洗影液中定影。-linn发9)NC膜的民ebot;光检测后g完成Wester,将膜在蒸一二溜水中漂洗5min入in,再加入足量蒸,加抗抗去除液艇育5m傭水漂洗5min,后进行上述封闲和抗体作用等步骤。6.2.5westernblot条带灰度值计算WImageJ软件对westernblot条带灰度值进行扫描,将目的基44 因条带灰度值与内参基因actin条带灰度值扫描后比对,计算出相对灰度值,绘制柱状图。6-.3TIA1的干扰降低病毒蛋白翻译的同时增加细胞总蛋白的翻译-TIA-1SG形G由于是成的关键基因,TIA1的干扰能够诱导S形成受阻-1进,因此我们首先选取TIA行干扰试验,结果显示,与-对照组相比iTIA1的干扰效率达到了90%1^上。病毒蛋白在感染,s-后12h可被检测到,相应的,在干扰TIA1组病毒NP蛋白量有显著降低(12h18h),24h,尤其是在病毒感染中后期和而在感染后-1)12h则没有显著的影响(图6。灰度扫描结果也证实了感染后和-i-62)18h,sTIA1组的NP量与对照组相比显著降低(图。我们对嚷岭霉素标记的新合成的蛋白进行检测;在感染后各个,结果显示-时间点-1组6,siTIA的总蛋白合成与对照组相比均有明显上升(图--162)。这些结果显iTIA1,示s导致病毒蛋白翻译量的减少和总蛋白翻译量的上升。Mock巧121824hpi-+-+-+-+-+s-1iTIA-i.、'巍塞.—NPmmmm.mmT-IA1**^口actin*"*iMfIMtMUMl■■?--图61siTIA1对病毒和宿主总蛋白翻译水平的影响45 --tTntttrlativiralandhosroeinansons巧.61TheimacofsiIA1o3ppABCUD_Scramble--MUsA0.41口Sc巧mbieiTI1圓s-巧iTIA1---60巧.3aii曲*Ii^:4||jlMock6h12h18h24h12h18h24h--图62siTIA1和对照细胞总蛋白/NP与内参基因灰度比值-tn-roFiitratioofcelllobalt;ein/NP化acig.62TheDensometrygppband-nsinsiTIA1andcotrolcells-。6.4T1IA的干扰导致细胞上清中病毒滴度的降低-TCID50的滴定对上述TIA1干扰后的细胞上清进行病毒,结一1218h果显示;与蛋白翻译水平致,与对照组相比,在感染后和组-1组。但在病毒感染的初期,siTIA细胞上清中的滴度显著降低化24hTIA-1对病毒复制的()和后期()并没有显著性差异,说明46 控作用具有时效性(图6-3)。7Scramble]-二TsiTIA1E'-S6..ZI-?6h12h化h24h图6-3s汀IA-1对细胞上清中病毒滴度的影响-hemt-Fig.61TipacofsiTIA1onviraltkerinthecellsupernatant6.5TIAR的干扰降低病毒蛋白翻译水平和病毒滴度TIA-I和TIAR均是RNA结合蛋白,在翻译抑制和SG形成过程中发挥相似的作用因此我们对内源性TIAR也进行干扰后感染NDV,观察TIAR在NDV复制中的作用。结果显示;与对照组相比-,干扰TIAR组病毒NP蛋白量有显著降低,同TIA1类似,也是-4)在病毒感染中后期(12h和18h)(图6。灰度扫描结果也证实了感染后6h和-1组-12h,siTIA的NP量与对照沮相比显著降低(图65)。我们对嚷吟霉素标记的新合成的蛋白进行检测,结果显示;在感染后各个时间点,S订IA民组的总蛋白合成与对照组相比均有明显上升--(图64,65)。对TIAR干扰后的细胞上清进行病毒TCID5047 的滴定-,结果显示:与对照组相比,在感染后6和12h组,s汀IA1Mock6h12h18hs-+-+-iTIAR++MmINRwIll補li资達’'#辦隹TIAR麵IP-pactin禱雜嚇《0晴翻編娜組细胞上清中的滴度显著降低(图6-6)。图6-4siTIA民对病毒和宿主总蛋白翻译水平的影响-Fi-raandroig.64ThempactofsiTIA1onvilhostlobalteingpABbleSwe己6己s爷端sj墨^fc-irjjI3- ̄li.-rJl—I?,o〇PPP.o〇P]^|IPMock6h12h18h12h18htranslations6-5图SiTIAR和对照细胞总蛋白/NP与内参基因灰度比值--Fi;rg.65TheDensilometyratioofcelllobalrotein/NPU)actingpp48 bandsinsiTIARandcontrolcells7-ik-Scramble]3-B-s订lAR131Ii6h12h18h图6-6s汀lAR对细胞上清中病毒滴度的影响-化eceFi,66TheimactofsiTIARonviraltiterinllsuernatantgpp6.6讨论对于细胞而言一,SG提供了种固有的括抗病毒的机制,相应的一,病毒试用系列抵抗机制来逃避甚至利用SG来有利于自身复制。许多病毒通过许多不同的机制来括抗SG形成,例如G3BP的切PhW害师PKR的失活。与此相反,HCV和民SV能够诱导稳定存在的经典SG,换句话说,SG的形成伴随着病毒的复制病毒一感染与SG的这种共生关系让我们推测是否SG并非种措抗机制,而是病毒复制的有利因素。事实上,在这些例子中,SG关键成分,-例如TIA1,TIAR或G3BP的缺失抑制了病毒的复制,说明了SG在病毒复制中发挥正向调控的作用。类似的,在我们的研究中,NDV感染能够诱导稳定存在的经典SG-。TIA1和TIAR的干扰降低了病毒蛋白的合成和病毒粒子的释-放,尤其在病毒感染的中后期,说明TIA1和TIA民对NDV复制有利。值得注意的是,SG有利于病毒复制的具体机制至今还为阐明,49 A-1我们的实验证实,TI和TIAR的干扰导致宿主总蛋白翻译水平的上升,这种蛋白翻译水平的上升是否与其有利于病毒复制有关有待一步证实下。50 第H::章SG主要包裹宿主总mRNA而非病毒mRNA7.1前言由于SG主要是包裹未翻译的mRNA,使翻译暂时停滞,或者将mRNA运送至P小体中降解。因此在病毒感染的细胞中,涉及到SG包裹的mRNA成分为主要是宿主亦或是病毒的mRNA。对RSV的研究表明,病毒mRNA主要位于病毒的翻译复合体中,而仅有少3P3部分与SG有共定位。脊髓灰质炎病毒感染的细胞中,SG主要包裹宿主mRNA,对病毒mRNA几乎没有包裹在这些例子中,病毒mRNA极有可能通过某种机制逃逸SG的包裹,从而逃逸宿主的翻译抑制机制,在细胞中继续进巧蛋白翻译。SG关键姐分T-1本研究中,对IA和TIAR的干扰导致NDV蛋白翻译水平下降和宿主翻译水平的上升,我们推测是否与脊髓灰质炎病毒类似,NDV感染诱导的SG也是主要包裹宿主mRNA而非病毒mRNA,本章对此推测进行实验证实。7.2材料和方法7.2.1病毒和细胞新城疫病毒扫erts/巧毒株由中国兽药监察所提供。将各毒株尿°囊腔接种9日龄SPF鸡化在37C培养箱中培养,3天州后收集尿囊°-70C冰箱中液。在鸡胚成纤维,血凝实验检测病毒滴度,分装冻存于细胞系-1TCID50(DF)中进行病毒的(半数细胞感染量)的测定人宫颈癌细胞系(HeLa)购自中科院细胞库。7.2.2抗体和试剂----羊TIA1多克隆抗体(goatolyclonalantiTIA1,SC1751),羊pTIAR多oao-TIAR-克隆抗体(gtplyclonalanti,SC1749)购自美国Santacruze公司;poly(A),NPmRNA探针,FISH试剂盒购自美国Affymitrix公司。红色及绿色巧光二抗购自美国life公司。DAPI购自碧云天生物技术有限公司。51 7.2.3巧光原位杂交(FISH)51)将HeLa细胞lxl〇个接种至24孔细胞培养板中(培养皿中事先放置已灭菌的细胞飞片),用含10%FBS的DMEM培养基在°37C、5%C02细胞培养箱中培养至70%,24h后,无血清培养基洗緣细胞3次,加入无血清培养基稀释的NDVHerts/33毒株°ImL,病毒感染量为1MOI(多重感染复数),巧0吸附比后,去掉病毒液,[^无血清培养基洗緣细胞3次,加入含10%FBS的°DMEM培养基在37C、5%C02细胞培养箱中继续培养。同时设置阴性和阳性对照姐细胞,阴性组除不感染NDV外,其它处理方式一致与病毒感染姐。2)NDV病毒感染6,12,1811后,去掉培养基,PBS洗涂细胞?2次,按照Afimitrix公司QuantiGeneViewRNACellAssaykit试剂盒进行后续操作。7-.3mRNANDV感染后期与TA1宿主总在I共定位由于病毒感染诱导的SG通过调控蛋白翻译系统对NDV复制有利,为了确证NDV感染诱导的SG中主要包裹宿主mRNA还是病毒mRNA,我们检测了细胞总mRNA和病毒的mRNA与SG标志蛋白的共定位,结果显示宿主总mRNA在对照组细胞中均匀分布在细胞质中,但在病毒感染中后期(12,1化),典型SG形成后,几乎所有mRNA都与TIA-1有共定位,说明总mRNA被招募至病毒感染诱导7-1)P的SG中(图。与此不同的是,病毒N的mRNA在感染后弥散性分布于细胞质中,感染后1化SG形成后,仅有少部分NPmRNAPmRNA不与TIA--被招募至SG中,大部分N1共定位(图72)。52 T-PolyAProbeIA1DAPlMerezoomgMik迪^匿纖如以姚11mmmmm■■■—■■■■—■-图71宿主总mKNA与TIA-l在NDV感染后期共定位i-weenF.71ThecolocalizationaternbetcelltotalolAgppy()TIA-1t也mRNAandaelatest;aeofNDVinfectiong曲?曲曲3mmmmmmmmmmmmmmm53 -2少部分病毒NP-图7mRNA与TIA1在NDV感染后期共定位--Fi.72AsmallortionofNPmRNAlocalizedwithTIA1at化egplatestaeofNDVinfectiong7.4宿主总mRNA在NDV感染后期与TIAR共定位上述结果盈示TIA民与TIA-1有相似的促进病毒复制的功能,因此推测TIAR与TIA-1类似,与宿主mRNA共定位。我们WTIAR作为SG标志重复5.3FISH实验,结果证实病毒感染中后期宿主总-3NPmRNA则仅有小部分与mRNA与TIAR共定位(图7),而病毒TIAR7-共定位(图4)。PolyAProbeTIARDA円Mergezoom■■■圍■■■国国图7-3宿主总mRNA与TIAR在NDV感染后期共定位F-ig.73Thecolocalizationaternbetweencellt;otalolAppy()mRNAandTIARatthelatestageofNDVinfection54 TIARNPProbeDAPIMergezoom国■圓国閉mmmmm-4少部分病毒NP图7mRNA与TIAR在NDV感染后期共定位-化TIARat出eFi.74AsmallortionofNPmRNAlocalizedwigplatesheofNDVinfectiong7.5讨论?*已有的研究表明一,SG除了作为种抗病毒机制之It,还有可能被病毒利用为自身复制服务,本文对SG在病毒复制中的作用进行了研究,主要结果包括;(1)病毒通过磯酸化eIF2a抑制细胞总蛋-1/TIA民干扰RNA能够提高总蛋白翻译水平白翻译,而转染TIA;-(2)siTIA1/TIAR均能抑制NDV病毒蛋白表达和病毒粒子释放;(3)NDV感染诱导的SG中主要包含宿主mRNA,而大部分病毒mRNA不与SG共定位。基于上结果,我们提出了レッ下假说;NDV感染细胞之后,细胞W形成SG的方式暂停蛋白翻译来阻止病毒蛋白翻译和病毒复制,同时也包裹了宿主mRNA,而病毒mRNA通过一种未知机制逃逸出SG的包裹后继续翻译。将SG关键基因TIA-1/TIAR干扰后阻断了SG的形成,从SG中释放的宿主mRNA转移至与多聚核糖体进行翻译,从而竞争性的降低病毒蛋白翻译水平。55 我们的数据和假说符合已有的报道,西口利克森林病毒能够通过促进eIF2a憐酸化抑制总蛋白翻译,但是在TIA1敲除鼠成纤维细PW-胞中这种翻译抑制发生延迟。TIA1和TIAR都是RNA结合蛋白能够W相似的方式抑制翻译和促进SG形成除了TIA-1/TIAR么外,其他的细胞蛋白也参与了SG的形成,例如G3BP1和G犯P2在许多人类细胞中共同调控SG形成在G3BP1干扰的细胞中,RSV的复制受到了抑制。脆性X智力障碍蛋白(FMRP)作为另外一种RNA结合蛋白也能够将mRNA招SG中促进翻译停滞募至,这些RNA结合蛋白或其他未鉴定的SG成分是否也对NDV诱导的SG一步证实有促进作用还有待进。56 结论1.本研巧首先证实了NDV感染细胞之后能够诱导稳定存在的应激颗粒2.NDV主要通过复制过程中产生的双链RNA激活PKR/eIF2a通路抑制宿主细胞总蛋白的翻译,促进SG的形成3.NDV感染细胞诱导的SG是经典SG,包含小核糖体亚基和典型的翻译起始因子4.微管蛋白对NDV感染诱导的大SG形成有至关重要的作用5.SG对NDV复制有正向调控作用,通过持异性的招募宿主而非病毒mRNA,通过调控宿主和病毒蛋白翻译平衡来促进病毒复制57 致谢感谢国家博古后面上资助(2014M550107)自然科学基金青年基金(31400144),上海市青年科技英才杨帆计划(14YF1408000)及中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2014JB08V给予的大力资助。感谢中国农业科学院上海兽医研究所提供优秀的实验条件。特别感谢于圣青研究员给予实验上的悉也指导和文章撰写上的细也修改,感谢下伊研究员在实验思路上给予的耐也指点和宝贵建议。感谢本实验室其他老师工作上给予的大力支持。感谢中也实验室赵枝新.、刘定涛、张北民和乔长涛老师给予的大力协助。感谢张石磊和王晓旭同学在课题初期积极的探索,特别感谢董路娜同学在课题上给予的大为帮助。感谢所有两年间所有帮助过我的人!,谢谢58 参考文献1KedershaNChenSGHksNetal.Evidence化attonarcomlex[],,,yp-eIF2-GTP-tRNAdefictreMetieninitiationcomlexesarecore((〇())ppconstituentsofmammalianstressranules.MolBiolCell2002131:g口],,()1%-210.2Wek艮CJianHYAn也onTG.Coinwi出stress:eIF2kinases[],g,ypgand-translationalcontrolJ.BiodhemSocTrans200634Pt1:711.[],,()3MoneroHTru-tilloAlonsoV.Stressranulesintheviralrelication[],jgpcc-yle口?Viruses,2011311:232838.],()[4]DangY,KedershaN,LowWK,etal.EukaryoticinitiationfacUjr2alha-ndetranuucnbnaurapipendenathwaofstressleindtiothetlpygyroducaamne-tteiAJ.JBiolChem200628143:328708.pp[],,()5Mazroui艮Sukarieh民BordeleauMEetal.Inh化itionofribosome[],,,recruitmentinducesstressranuleformationindeendentlofeukaroticgpyyinitiationfactor2alhahoshorlation口.MolBiolCdl20061710:pppy],,()4212-9.[6]EmaraMM,FujimuraK,SciaranghellaD,etal.HydrogenperoxideinducesstressranuleformationindeendentofeIF2alhagpphoshoratmmun-lion.BiochemBiohs民esCo20124234:7639.ppy口]py,,()7Reretr-nducedinekeLCDouhertJDPierPeal.LaeG3BPi[],gy,,ggranulestrigg巧eIF2alphaphosphorylation口]?MolBiolCell,2012,23183499-10.():5K'[8]OhnT,edershaN,HickmanT,etal.AfunctionalRNAiscreenlinks-maOGlcNAcmodi打cationofribosolprot;einstostressranuleandgBiol-rocessinbodassemblJ.NatCell20081010:122431.pgyy[],,()-9Kedersha-NLGutaMLiWetal.RNAbin出nroteinsTIA1and[]p,,gp-TIARlinkthephosphorylationofeIF2alpha化t;heassemblyofmammanress-liastranulesJ.JCellBiol19991477:143142.g[],,()10KedershaNSt;oecklinGAodeleMetal.Stressranulesand[],,y,gprocessingbodiesarednamicalllinkedsitesofmRNPremodelinJ.Jyyg[]Ce-llBiol20051696:87184.,,()1hiteJPLlod民E.PoliovirusunlinksTIAlareationandmRNA[UW,yggg59 eranuefbrmatonro-strssliJ.JVil2011,853:1244254.g[],口)riereiekr-12TourHCheblKiLetal.TheRasGAPassociated],,Z,[endoribonucleaseG3BPassembless1;ressranulesJ.JCellBiol2003g[],,160823-31.(巧:[13]GilksN,KedershaN,AyodeleM,etal.Stressgranuleassemblyisti-1化ret-me出aedbroneaaionofTIA1.MolBiolCell2004ypggg口],,1512-:538398.()14BoivenueSetl-Goulet.anovelTudordomain[]IsMokasS,aTDRD3,,,containinrot;einlocalizestoctolasmicstressranulesJ.HumMolgp,ypg[]Genet1719305-2008.,:574,()-15Solomo打SXuYWanBetal.Distinctstructuralfeaturesofcarin[],,g,p1m-eateitintractiw她G3BP1anditsi且dutionfhohorlati出seoncosonppyofeukarotic化anslationinitiationfactor2alhaentrtocytolasmicyp,ypstressgranules,andselectiveinteractionwithasubsetofmRNAs[J].MolCe-llBiol2007276232442.,:,()Kuroktt-16AriumiYiMKushimaYeal.HeaitisCvirushiacksP[],,,pjbodyandstressranulecomonentsaroundliiddrolets.JVirol2011gppp口],,85146882-92.():17Pio任owskaJHansenSJParkNetal.Stableformationof[],,,-comositionalluniuestressranulesinvimsinfededcells.JVirolpyqg口],2010847-:365465.,();18FuimKSakiATAnderP-urasason.SelenitetaretseIF4Ebindin[]j,,ggrotein-1tonhnsnaandnduce-iibittralatioinititionitheassemblyofnonpcanonressranu-icalstles?NucleicAcidsRes2012,4016:8099110.g口],()ut-19Llo民E.民elationofsressranulesandPbodiesduringRNA[]ydggv-imsinfection口.WikInterdisci民evRNA201343:31731.]yp,,()20Ltr-lo民E.Howdovirusesinteractw地sessassociatedRNA[]ydranules?J.PLoSPatho201286:el002741.g[]g,,()21趾aerskDAHatche行eTFMccormickC.InfluenzaAvirus[]pyy,,inMbitsctolasmicstressranuleformation.FASEBJ2012264p口,:yg],()16巧-39.口引MokBW,SongW,WangP,etal.TheNS1proteinofinfluenzaAvimsinteractswithcellularrocessi打bodiesandstressranulesthrouhpggg-RNAassociatedrokin55RAPS5durinvimsinfectionJ.JVirolp()g[],60 2012-%口3:126W707.,)23QnomotoKJoiMYooJSetal.Criticalroleofanantiviralstress[],g,,ranutann-ndPKRvranandnnategleconiigRIGIainildeletioiimmunitJ.PLoSOne201278:e43031.y,[],()2onteroH民oasMAriasCFetal.民otavimsinfectioninduces也e[句M,j,:hoshorlationofeIF2alhabutreventsthe化rmationofstressppyppranu-lesJ.JVirol2008823:1496504.g[],,()[25]QinQ,CarrollK,HastingsC,etal.Mammalianorthoreovirusescapefromhosttranslationalshut;offcorrelateswithstressranuledisrutionandgpisindeendentofeIF2alhahoshorlationandPKR.JVirol2011ppppy口],,85-17:8798810.()26inHastinsCMillerCL.Mammalianorthoreovirusarticles[]QQ,g,pinduceandarereemkedintostressranulesatearltimesostinfection.gyp口]J-Virol200932111090101.:,,8()[27]RuggieriA,DazertE,MetzP,etal.Dynamicoscillationoftranslationandstressranuleformationmark化ecellularresonse化virusgp-infectionJ.CellHostMicrobe201212:7185.[],,。)araiortaUHeimMHBodBetal.HjatitisCvimsCV口別Gg,,y,q巧)inducesformationofstressgranuleswhoseroteinsreulateHCVRNApgrel-icationandvirusassemblanderessJ.JVirol2012%20:11043pyg[],,()56.2aabenMGrootKoerkamMJRotierPJetal.Mousehatitis[引R,p,,巧coronavirusrelicationinduceshosttranslationalshutoffandmRNApdecay,withconcomitantformationofstressgranulesandprocessingbo出eJ-s.CellMicrobiol200799221829.,,:[]()30!!!INVALIDCITATIONU![]-?31SolaIGalanC;eosGomezPAetaltratMat.Theolrimidinec[],,,pypybindinro化inafectscoronavirusRNAaccumulationlevelsandgprelocalizesviralRNAs!:〇novelcytolasmicdomainsdiferentfromp-recaon-transliticritionsit;esJ.JVirol20118510:513649.pp[],,();化ekHtltrst3CristeaIMRozMolloK民ea.Hos化cU)associaed[^,j,y,w地化eSvm-detmeraindbisisRNApendenRNAolse:roleforG3BP1pyandG犯P2-invirusrelication^.JVirol201084;3:672032.p,,y)-33FrolovaE,GorchakovR,GaraiashovaNetal.FormationofnsP3[],61 secificroteincomlexesdurinSindbisvirusrelicationJ.JVirolpppgp[],-2006808:412234.,()34Gorchakov民,GarmashovaN,FrolovaE,etal.Differenttesof[]yp-conta-nsP3iningrotieincomlexesinSi凸dbisvimsinfechdcellsJ.Jpp[]20088220-Virol,:10088101.,()[35]ProsJJ,DomeradzkaNE,BaggenJ,etal.ChikungunyavimsnsP3blocksstressranuleassemblybrecruitmentofG3BPintoctolasmicgyypfoc-i口.JVirol20128619:108739.],,()36McinemeGMKedershaNLKaufman民Jetal.Imortanceof[]y,,,peIF2alhahoshorlationandstressranuleassemblinalhavimspppygypannreuatnl6-63trslatiolio..MoBiolCell20051:3^3g口],,巧)37PanasMDVa如kMLullaA,etal.SeuestrationofG3BPCOled[],,q哗withefficienttranslationinh化itsstressranulesinSemlikiForestvimsgiti-nfecon口.MolBiolCell20122324:470112.],(),ra-8EmaMMBrintonMIAARwithWeNil口A.InteractionofTl/TIste],anddenuevimsroductsininfededcellsiiUerfereswithstressranulegpgformationandprocessingbodyassembly口].ProcNatlAcadSciUSA,2007104219041-6.:,()39EmaraMMLma-iuHDavisWGtal.MutationofedTIA[],,,epp1-West-1/TIA民bindisitesinthe3t;emiinalst;emlooofNilevirusminusngpstrandRNAinaninfectiouscloneneativelaffectsenomicRNAgyglr-amificationJ.JViol20088221:1065770.p[],,()"40Pa巧CTSchutzSAbrahamTMetal.ModulationofheatitisC[]g,,,pvirusRNAabundanceandvimsreleasebydispersionofprocessingbodiestf-andenrichmenostressranules.Virolo20134352:47284.g口]gy,,()斗hiteJPCardenasAMMarissenWEetal.Inhibitionof[UW,,,ctolasmicmRNAstressranuleformationbaviralro1;einaseJ.Cellypgyp[]-HostMicrobe2007.,25:295305,()4h-iteJPReinekeLCLlod民E.PoliovirusswitchesU)aneIF2[引W,,yindeendentmodeoftranslationdurininfection.JVirol2011857:pg口],,。)-8884%.[43]BorgheseF,MichielsT.Theleaderprol;einofcardiovimsesinh化itsl-stressranueassemblJ.JVirol20118518:961422.gy[],,(^)44KhonA,JanE.Modulationofs仕essranulesandPbodiesdurin[]ggg62 vims-dicistroinfectionJ.JVirol2011854:143951.[],,()45ta--Yan义Na&AermanMJ,el.ThedoublestrandedRNA[]g,OppdeendentroteinkinasedifferentiallyreulatesinsulinrecetorsubstratesppgpMo-andn)slBiole:5812iHqG2cellJ.Cll201021193449.[],,()46LuBNakamuraT?InoueKetal.NovelroleofPKRin[],,y,in幻ammasomeactivationandHMGBlrelease口].Nature,2012,48874-13:6704.()[47]TaghaviN,SamuelCE.Pro把inkinasePKRcatalyticactivityisu--reiredfor化ePKRdeendentactivationofmit;oenactivatedroteinqpgpkinasesandamlificationofinterferonbetainductionfollowinvimspgono-infectiJ:.Virlo201242720816.[]gy,,口)48民omer-OberdorferAVetWemer0itsJeal.Contributionof化e[],,,lenthoftheHNroteinandtheseuenceoftheFroteincleavaesitetogpqpgNewcastlediseasevimsathoenicitJ.JGenVirol384Pt11:pgy[],200,()-31219.[49]BoonyaratanakomkitJ,Battle行E,SchomackerH,etal.TheCr-pot;einsofhumanarain幻uenzavimste1limitdoublestrandedRNApypaccumulationthatwouldo化erwisetriggeractivationofMDA5andro化inpk-inase民J.JVirol20118541495506.,:[],()0IseniFGarcinDNishioMetal.SendaivirustrailerRNAbinds口],,,acearro把rus-aounnvovednvnducedl;ossBOTIARllliiliiiiJ.EMJ,,ppp[]2002214-19:51150.,()51OkonskiKM,amuelCE.Stressranuleformationinducedb[]SgymeaslesvimsisroteinkinasePKRdeendentandimairedbRNApppyadenor-sinedeaminaseADAR1J.JViol2013872:^666.[],,()[52]TakeuchiK,KomatsuT,KkagawaY,etal.SendaivimsCprokinlasaroleinrestrictinPKRactivationblimitintheenerationofpygyggnraceuaroub-andedro-itllldlestrRNAJ:.JVil20088201010210.[],,口);3LinduistMELiflandAWUtkTJetal.Resiratornctial口]q,,y,py巧yvimsinduceshostRNAstressranulestofacilitateviralrelication.Jgp^]ro-Vil20108423:1227484.,,()54ZenelJPickarAPeiXetal.Therolesofhoshorlationofthe[]g,,,ppynucleocasidro化inofmumsvimsinreulatinviralRNAtranscritionpppggpandrelication.JVirol2015.p^,63 55MastersPSBa打ereeAK.Comlexformationwi化vesicular[],jpstomatitisvirusphosphoproteinNSpreventsbindingofnucleocapsidron-;e)nifi.Virl%862:641iNUonseccRNAJJo126%.pp[],,巧)56CurranJ,ReexaminationoftheSendaivimsProteindomains[]preuiredforRNAsnthesis:aoss化lesulement;alroleforthePqypppin-roteJ.Virolo1996221113040.:p[]gy,,()57KedershaNAndersonP.Stressranules:skesofm民NAtriaethat[],ggreulatemRNAstabilitandt;ranslatabilitJ.BiochemSocTrans,2002gyy[],3-(Pt69639.K):[58]KedershaN,IvanovP,AndersonP.Stressgranulesandcellsignaling:more化anjustapassingphase?口].TrendsBiochemSci,2013,38(10):494-506.9Gain巧MDDilrKMraxovr-lonPJClaketal.Pamiusinduced口],,,yshutoffofhostandviralro1;einsnthesis:roleofthePandVroteinsinpypntiro-limitiPKRactivaon.JVil2008822:82839.g…,,()[60]ZhangS,SunY,ChenH,etal.Activationof化ePKR/eIF2alphasignalingcascadeinh化itsrelicationofNewcastle化seasevims.Virolp口]J201411.:62,,61NCSJoiMYooJSetal.Encehalomocarditisvimsdisruts[]g,g,,pypstressranules也ecriticallatformfortrierinantiviralinnateimmuneg,pgggresJ-onses.JVirol2013,8717.:Wll22p[],()62rsha-KedeNChoMRiWetal.DnamicshuttlinofTIA1[],L,,ygithitttlitrlaccompaneserecrumenofmRNAomammaansessramies[J].JgCellBiol200015161257-68:.,,()[63]RozelleDK,FiloneCM,KedershaN,etal.Activationofstressresponseathwasromot:esformationofantiviralranulesandrestrictspypgvimlicati-sreon.MolCellBiol20143411200316.p饥:,,()64Sims-HolKedeonleMrshaNDowerKetal.Formationof[]py,,,antiviralcytoplasmicgranulesduringorthopoxvirusinfection口].JVirol,2011854-:158193.,()[65]ChernovKG,BarbetA,HamonL,etal.民oleofmicrotubulesinstressranuleassembl:microtubulednamicalinstabilitfavorstheformationgyyyofmicrometrics任essranulesincells口.JBiolChem200942:g],,28口)36569-80.64 6IvanovPAChudinovaEMNadezhdinaBS.Disrutionof[句,,pmicrotubulesinhibitsctolasmicribonucleoroteinstressranuleyppgformat-ionExellRes20032902:22733.[叮pC,,()67NadezhdinaESLomakinAJShpilmanAAetal.Microtubules[],,,overnstressranulemobilitanddnamicsJ.BiochimBiophysActaggyy[],1018033361-7120.:,()68DinhPBeuraL-义KDasPBetal.虹ductionofstressramilelike[],,;g-structuresinvesicularstomatitisvirusinfectedcellsJ.JVirol2013[],,871-:37283.()6atohHOkamoU)TFukuharaTetal.Jaaneseencehalitisvims[引K,,,ppcoreroteininhibitsstressranulefonnationthrouhaninteractionwithpgg-nd-Carin1afacilitatesviralroaation.JVirol201387T:489502.pppg口],,()70MatsukiHTakahashiMHiuchiMetal.BothG3BP1andG3BP2[],,g,GenesCe-contributet;ostressranuleformationlls2013182:135g町,,()46.MazrouiRHuotMETremblaS巧al.打ainofmessen巧RNA17",,y,ppggbFragUetaRetardationro1:einintoctolasmicranulesnducesXMenliypypgtranslato凸"-irepression….HumMolGenet200224:300717.,,()?K65 附录1博后期间发表文章列表1YinieSunSheninYuNaDinChunchunMenSonshu[]gj,gqg,g,g,gMe打ShileiZhanYuanZha打又ushe打iuLei了a打HonimGheng,g,,g〇,,gj,*CuiinSonChanDin.AutohaBenefits也e民elicationofpgg,gpgypNewcastleDiseaseVimsinChickenCellsandTissues口.Journalof]201-Virolo1488:525537.gy,,()2ShileiZhan#YinieSun#HonunChenYabinDaiYuanZhan[]g,gj,gj,,,*ShengqingYu,XushengQiu,LeiTan,CuipingSongandChanDing.ActivationofthePKR/eIF2alhasinalincascadeinhibitsrelicationofpggpNewcastlediseasevirus口].VirologyJournal,2014,11.[3]YuqiangCheng,YingjieSun,HenganWang,YaxianYan,ChanDing,*AndJianheSun.ChickenSTINGMediates13Activai出IFN:這;tonofeQ-GeneIndependentlyof也eRIGIGene.JournalofImmunolo2015.口]gy,Accet;ed(p)4JinhuaChenYinieSunXiaoronZhanFaninZhanShilei[]gg,gj,gg,qgg,ZhanSheninYuXusheniuLeiTanCuiinSonSonGaogg,,,g,,,gqgQpgg*-YantaoWuChanDin.Tolllikerecetor3inh化itsNewcastledisease,gpvn-irusrelicatiothrouhactivationofroin幻ammatorctokinesandthepgpyy-nferonth-te1itera.ArchivesofVirolo201415911ypwa:2%7py阴gy,,()2948.*uck-5YuianChenYinieSunJianheSun.Dt:olllikerecet;or5[]qgg,gj,pTL民5meloiddiferentiationfactor88MD88andantiviral(),y(y)-moleculesinvolvedi凸antiNewcastle出seasevimsNDVresonseJ.J()p[]VetSci2014.,[6]王晓旭,孙英杰,下云磊,王桂军,下护*.RNA病毒感染对应激颗-.中国动物传染病学报.20142247280粒的调控作用:,()*[7]YingjieSun,LunaDong,XiaoxuWang,HangZheng,ChanDing.NewcastlediseaseVimsInducesStableFormationofbonafideStressGranulestomaniulateViralandHostProt;einTranslationandfacilitatepviralrelication.SubmittedtoJournalofVirolopgy66 附录2博后期间申请课题列表1应激颗粒对新城疫病毒复制与先天性免疫的调控机制研究3-主(1400144),国家自然科学基金青年基金,2015.12017.12,持,巧万2应激颗粒在新城疫病毒感染过程中的作用(14YF1408000)上海市-2014.72017青年科技英才杨帆计划.6,主持,10,万3应激颗粒在新城疫病毒复制过程中的作用研究(2014M550107)中一-国博±后科学基金面上等资助,2014.72016.7,主持,8万..467

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