病毒不能在細胞外增殖,只有侵入到宿主細胞后利用宿主代謝系統(tǒng)完成自身的復制周期。病毒與細胞受體或入侵因子相互作用是病毒感染宿主的重要起始環(huán)節(jié)。
豬瘟(Classical swine fever)是由豬瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)引起的一種豬的急性、烈性傳染病,在多個國家和地區(qū)流行,給全球養(yǎng)豬業(yè)造成了嚴重的經(jīng)濟損失。CSFV 是黃病毒科瘟病毒屬的重要成員。目前,在CSFV 細胞受體方面的研究,僅發(fā)現(xiàn)了硫酸乙酰肝素酶(Heparan sulfate,HS)和層粘連蛋白(Laminin receptor,LamR)兩個吸附受體,且這兩個吸附受體都是與CSFV 的囊膜糖蛋白Erns 存在相互作用。然而,研究表明Erns 蛋白對CSFV 的入侵不是必須的,且這兩個吸附受體在CSFV 的非易感細胞中也有表達,表明CSFV 還存在一個或多個未發(fā)現(xiàn)的功能性受體或入侵關鍵因子。
近期發(fā)表于《Emerging Microbes and Infections》的一篇文章中,研究人員首次鑒定了一個參與CSFV入侵的宿主分子——原癌基因酪氨酸激酶(C-MER proto-oncogene tyrosine kinase,MERTK)。研 究 表明,CSFV 可通過囊膜糖蛋白E2 與MERTK 直接相互作用以促進其對豬腎(PK-15)細胞的入侵。此外,當CSFV 進入宿主細胞后,利用MERTK 拮抗宿主細胞的固有免疫應答以促進病毒的增殖。
為了篩選介導CSFV 感染的新型細胞受體或入侵因子,作者首先分析了2 組CSFV 感染豬體后的轉錄組數(shù)據(jù),并從中選出12 個候選膜蛋白進行深入研究。然后,設計合成了這些膜蛋白的siRNA 分子,將其轉染豬腎(PK-15)細胞后,感染表達海腎熒光素酶報告基因的重組病毒(rCSFV-Rluc),發(fā)現(xiàn)下調MERTK、TYRO3、CD97 和CD69 等蛋白表達后可顯著抑制rCSFV-Rluc 的增殖,隨后選取抑制效果最明顯的MERTK 進行了研究。利用慢病毒表達系統(tǒng)構建了表達MERTK 的PK-15 細胞系,病毒感染試驗結果表明過表達MERTK 后可以明顯地促進CSFV 的感染;分別應用抗MERTK 的多克隆抗體和可溶性的MERTK 胞外域(MERTKED)蛋白處理細胞和病毒后,均可呈劑量依賴性地抑制CSFV 對易感細胞的感染;通過免疫共沉淀、激光共聚焦、表面等離子體共振試驗發(fā)現(xiàn)MERTK 和CSFV 囊膜糖蛋白E2 存在相互作用;病毒入侵試驗發(fā)現(xiàn)MERTK 可促進CSFV 對PK-15 細胞的入侵。
另外,作者還發(fā)現(xiàn)MERTK 胞質尾區(qū)酪氨酸激酶的抑制劑LDC1267 也可呈劑量依賴性的抑制CSFV 的感染。在LDC1267 或siMERTK 處理后的PK-15細胞中,與未感染組相比CSFV 感染后誘導了I 型干擾素mRNA 轉錄水平上調,證明CSFV 侵入宿主細胞后通過調控MERTK 的激酶活性抑制了宿主細胞的固有免疫應答。值得一提的是,可溶性的MERTKED蛋白也可以抑制牛病毒性腹瀉病毒(BVDV)的感染,表明MERTK 也參與了BVDV 的感染過程。
該研究是繼中國農業(yè)科學院哈爾濱獸醫(yī)研究所仇華吉研究員團隊發(fā)現(xiàn)CSFV 吸附受體之后,在CSFV 入侵研究領域的又一重要發(fā)現(xiàn)。該研究為深入解析CSFV 的入侵機制提供了科學依據(jù),并為設計新型抗病毒策略和抗病育種提供全新靶標,對創(chuàng)新CSF 的防控策略具有重要意義。