鴨坦布蘇病毒(Duck Tembusu virus,DTMUV)是黃病毒科黃病毒屬的新成員,主要引起蛋鴨的產蛋量急劇下降以及雛鴨的病毒性腦炎,感染鴨群發(fā)病率最高可達100%,死亡率為5%~20%。鴨坦布蘇病毒病于2010 年在我國福建、浙江等地區(qū)的鴨群中首次暴發(fā),隨后迅速蔓延至我國大部分水禽養(yǎng)殖地區(qū),給我國水禽產業(yè)造成了嚴重的經濟損失。DTMUV 侵入宿主細胞后,其復制過程中生成的雙鏈RNA 中間體等成分被RLR 等模式識別受體識別,引起宿主天然免疫反應。然而,DTMUV 如何逃逸宿主天然免疫反應,從而實現(xiàn)感染并致病,其機制尚不完全清楚。
近期發(fā)表于《Journal of Virology》的研究論文,研究發(fā)現(xiàn)了DTMUV 編碼的非結構蛋白NS2B 能夠顯著抑制I 型IFN 的表達,并詳細闡明了NS2B 蛋白通過降解MAVS 拮抗RLR 信號通路的分子機制。作者首先發(fā)現(xiàn)DTMUV 感染顯著抑制了poly(I:C)、SeV 誘導的IFN-α/β 和ZAP、PKR、MX 等ISG 的表達,表明DTMUV 可以拮抗I 型IFN 的產生。利用雙熒光素酶報告系統(tǒng)對DTMUV 的編碼蛋白進行篩選,發(fā)現(xiàn)DTMUV 編碼的非結構蛋白NS2B 抑制IFN-β 和IRF7 啟動子活性的效果最為顯著。通過對鴨RLR 信號通路的關鍵信號分子進行篩選,作者發(fā)現(xiàn)NS2B 通過靶向鴨MAVS 抑制I 型IFN 的產生。利用免疫共沉淀和免疫熒光共定位技術,作者發(fā)現(xiàn)NS2B 與鴨MAVS 存在相互作用,且二者共定位于線粒體。深入研究發(fā)現(xiàn)NS2B 顯著下調鴨MAVS 蛋白表達,卻不影響其mRNA 的表達,而蛋白酶體抑制劑MG132 處理后顯著回復了鴨MAVS 的表達,表明NS2B 通過泛素-蛋白酶體途徑降解鴨MAVS。作者進一步研究發(fā)現(xiàn)NS2B 可以促進鴨MAVS 發(fā)生K48 類型的泛素化修飾,并確定了其發(fā)生泛素化修飾的位點為K321、K354、K398 和K411,而這些位點也與NS2B 拮抗鴨MAVS 介導的天然免疫反應密切相關。由于黃病毒編碼的NS2B 不具有E3 泛素連接酶的活性,作者推測它可能作為支架來招募宿主的E3 泛素連接酶,泛素化鴨MAVS。采用免疫共沉淀實驗對多個鴨的E3 泛素連接酶進行篩選,發(fā)現(xiàn)E3 泛素連接酶MARCH5 和NDFIP1 與NS2B 存在相互作用,而只有MARCH5 能促進鴨MAVS的泛素化和降解。進一步研究表明,沉默MARCH5 后可顯著回復DTMUV 對鴨MAVS 的降解,也抑制了DTMUV的增殖;而過表達MARCH5則顯著促進了DTMUV的復制。
綜上所述,該研究發(fā)現(xiàn)DTMUV 編碼的非結構蛋白NS2B 通過招募E3 泛素連接酶MARCH5 促進鴨MAVS 發(fā)生K48 的泛素化,導致了鴨MAVS 的蛋白酶體降解,從而抑制了RLR 介導的I 型IFN 產生。該研究結果系統(tǒng)解析了DTMUV 編碼的NS2B 蛋白拮抗鴨天然免疫反應的分子機制,對闡明DTMUV 的免疫逃逸和致病機制具有十分重要的價值,同時也為DTMUV疫苗的研發(fā)和藥物靶標的篩選提供了理論依據。