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近日,我所獸醫(yī)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室馮力團(tuán)隊(duì)在豬德爾塔冠狀病毒(PDCoV)入侵的分子機(jī)制方面取得新進(jìn)展,首次闡明了PDCoV入侵細(xì)胞的分子機(jī)制。該研究揭示了PDCoV可以通過兩種途徑侵入豬的小腸上皮細(xì)胞(IPI-2I):內(nèi)吞體途徑和細(xì)胞膜表面途徑,并且證明了細(xì)胞內(nèi)的組織蛋白酶(Cathepsin L/Cathepsin B)以及細(xì)胞外的胰蛋白酶(Trypsin)分別介導(dǎo)了以上兩種途徑中PDCoV S蛋白的切割活化。該成果以“Porcine deltacoronavirus enters cells via two pathways: A protease-mediated one at the cell surface and another facilitated by cathepsins in the endosome”為題發(fā)表在《生物化學(xué)雜志(Journal of Biological Chemistry) 》上。

PDCoV是一種新發(fā)現(xiàn)的豬腸道冠狀病毒,屬于δ冠狀病毒屬。該病毒首次于2012年在香港報(bào)道,2014年在美國爆發(fā),不同日齡的豬只均可感染發(fā)病。新生仔豬感染后具有較高的發(fā)病率和死亡率。
病毒的入侵是病毒感染細(xì)胞的第一步,也是最重要的一步。病毒入侵方式的不同在一定程度上決定了病毒的致病性,目前關(guān)于PDCoV入侵細(xì)胞的機(jī)制尚不清楚。本研究在豬回腸細(xì)胞系IPI-2I細(xì)胞上,采用抑制劑處理、RNA干擾和蛋白酶切割等實(shí)驗(yàn),闡明了PDCoV可以通過兩種方式侵入細(xì)胞,且細(xì)胞膜表面入侵的效率比內(nèi)吞體途徑入侵的效率高10-100倍。考慮到PDCoV體內(nèi)主要感染小腸組織(空腸和回腸),以及小腸內(nèi)豐富的胰酶環(huán)境,該研究結(jié)果推測PDCoV在豬體內(nèi)感染主要通過細(xì)胞膜表面的侵入途徑。研究還發(fā)現(xiàn),PDCoV感染細(xì)胞后可上調(diào)細(xì)胞內(nèi)Cathepsin L/Cathepsin B的表達(dá),該結(jié)果在PDCoV感染仔豬的腸組織中得到了進(jìn)一步驗(yàn)證;同時(shí),PDCoV的感染還可以提高細(xì)胞內(nèi)Cathepsin B的酶活性,進(jìn)而促進(jìn)病毒的侵入。
馮力研究員領(lǐng)銜的豬消化道傳染病創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)多年來一直致力于豬冠狀病毒、輪狀病毒的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,開展豬病毒性腹瀉系列疫苗、診斷方法研發(fā)。該實(shí)驗(yàn)室于2016年成功分離了國內(nèi)首株P(guān)DCoV,并命名為PDCoV NH株。PDCoV入侵機(jī)制的研究為PDCoV抗病毒藥物的研發(fā)提供了參考,同時(shí)為PDCoV致病機(jī)制的研究奠定了理論基礎(chǔ)。
本研究是在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFD0500103)的資助下完成的。博士研究生張家林和陳建飛副研究員為論文的共同第一作者,馮力研究員為通訊作者。
論文鏈接:http://www.jbc.org/content/early/2019/05/08/jbc.RA119.007779.abstract
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