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近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所王曉鈞團(tuán)隊(duì),在馬的慢病毒——馬傳染性貧血病毒(EIAV)拮抗髓系細(xì)胞中關(guān)鍵天然免疫限制因子SAMHD1的機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究結(jié)果以“Equine lentivirus counteracts SAMHD1 restriction by Rev-mediated degradation of SAMHD1 via the BECN1-dependent lysosomal pathway”為題,于11月10日在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自噬 (Autophagy)》上。該研究首次發(fā)現(xiàn)馬SAMHD1(EfSAMHD1)通過抑制EIAV的反轉(zhuǎn)錄來限制EIAV的復(fù)制,但其抗病毒活性可以被EIAV的病毒蛋白表達(dá)調(diào)控因子(Rev)所拮抗, 揭示了EIAV Rev通過依賴于Beclin1(BECN1)和PIK3C3,但不依賴于經(jīng)典自噬的溶酶體途徑降解EfSAMHD1,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)逃逸天然免疫限制的分子機(jī)制。

EIAV Rev拮抗 EfSAMHD1的機(jī)制模式圖
SAMHD1是哺乳動(dòng)物髓系細(xì)胞中的一種天然免疫限制因子,作為一種脫氧核糖核苷三磷酸(dNTPs)水解酶(dNTPase),SAMHD1通過其酶活性將細(xì)胞內(nèi)的dNTPs水平維持在病毒反轉(zhuǎn)錄所需的濃度以下,從而限制包括人免疫缺陷病毒-1型(HIV-1)在內(nèi)的逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制。HIV-1因不能克服人SAMHD1的限制作用,而無法在具有低dNTPs水平特征的巨噬細(xì)胞上有效復(fù)制。而可以在巨噬細(xì)胞上良好復(fù)制的HIV-2和一些猴免疫缺陷病毒(SIV)毒株,可利用其編碼的Vpx蛋白招募宿主的E3泛素連接酶CRL4DCAF1,進(jìn)而特異性泛素化SAMHD1并將其通過蛋白酶體降解來拮抗SAMHD1的限制作用。不同于主要在活化的CD4+T復(fù)制的HIV-1,EIAV主要感染巨噬細(xì)胞并可進(jìn)行活躍復(fù)制。但是EIAV并不編碼Vpx樣蛋白,EIAV是如何在具有SAMHD1的巨噬細(xì)胞中成功建立感染的機(jī)制此前尚不清楚。
該研究首次證實(shí)了馬SAMHD1(EfSAMHD1)通過抑制EIAV的反轉(zhuǎn)錄階段來限制病毒復(fù)制,EfSAMHD1的dNTPase活性對(duì)其抗病毒功能是必需的。而EIAV感染可以下調(diào)EfSAMHD1的蛋白表達(dá),進(jìn)一步篩選發(fā)現(xiàn),EIAV編碼的附屬蛋白R(shí)ev具有下調(diào)EfSAMHD1表達(dá)的功能, EIAV Rev可與EfSAMHD1相互作用,將EfSAMHD1從細(xì)胞核重新定位至細(xì)胞漿,通過溶酶體途徑降解EfSAMHD1。對(duì)其降解機(jī)制深入探索發(fā)現(xiàn),EIAV Rev通過依賴于BECN1和PIK3C3,但不依賴于經(jīng)典自噬的溶酶體途徑降解EfSAMHD1。EIAV Rev是和其它慢病毒Rev的功能一樣,在介導(dǎo)未完全剪接的病毒RNA出核方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,本研究首次揭示了EIAV Rev的第二種功能,其具有結(jié)合BECN1和拮抗EfSAMHD1的功能,且這種功能與Rev的核輸出活性相關(guān),并依賴于Rev的非必需區(qū)。此外,該研究還發(fā)現(xiàn)Rev降解SAMHD1具有種屬特異性。該研究揭示了EIAV Rev在EIAV逃逸宿主天然免疫中的作用,這種兼顧RNA輸出和抵抗天然免疫的雙重功能并未在其它慢病毒中被發(fā)現(xiàn),說明馬SAMHD1與慢病毒之間存在一種獨(dú)特的共進(jìn)化途徑。
任會(huì)玲博士和尹鑫博士為文章共同第一作者,王曉鈞研究員為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金(31222054、81561128010、31072133)和黑龍江省自然科學(xué)基金(JC2018010、C2016064)的資助。

原文鏈接:https://www.tandfonline.com/doi/citedby/10.1080/15548627.2020.1846301
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