The novel innate immune-antagonistic effects of ectromelia virus C15 protein

点击翻译按钮获取中文摘要

PROJECT SUMMARY    Smallpox was one of the deadliest diseases in human history, and despite its eradication, orthopoxviruses  continue to pose a significant public health threat due to bioterrorism concerns and zoonoses. The virulence of  these viruses relies upon their evasion of host immune responses by a large arsenal of immunomodulatory  proteins. One of these proteins is the C15 protein of ectromelia virus, the cause of mousepox, which  significantly impacts virulence in vivo. This protein is the largest in the viral genome and has homologs in the  virulent orthopoxviruses, including the agents of smallpox and monkeypox, but no homology to any protein  outside this family. Previous work has shown that C15 inhibits CD4 T cell activation, but I have recently  determined that C15 significantly enhances viral replication in vivo at times that precede the onset of adaptive  immunity, suggesting the existence of a second innate immune targeting function. The goal of this project is to  understand this novel role of C15 early in infection.   Preliminary work has shown that C15 maintains its replication-­promoting effect in RAG KO but not RAG  IL2RG double KO mice, implying the targeting of NK cells. Further analyses indicate C15 targeting of another  RAG-­dependent component of the innate immune response, most likely gd T cells. In searching for a unifying  molecular target, additional preliminary data implicates the NK gene complex;; NKG2D is a receptor encoded  within the NK complex that is capable of activating both NK cells and gd T cells. I therefore hypothesize that  C15 inhibits NKG2D-­mediated recognition of infected cells by NK and gd T cells, thereby inhibiting immune  control of viral replication.   To test this hypothesis, I propose three independent and complementary specific aims, each investigating  the impact of C15 on one of the three components of the hypothesis. The first aim will identify the impact of  C15 on NK cell function, using a set of orthogonal in vivo and in vitro approaches. The second aim will test the  hypothesis that C15 targets gd T cells using similarly comprehensive approaches. The third aim will test the  hypothesis that C15 targets NKG2D-­mediated activation of immune cells by interrogating the importance of  NKG2D and its adaptors DAP10 and DAP12 for the early impact of C15 in vivo as well as the impact of C15 on  expression of NKG2D ligands.   The identification of separate innate and adaptive immunomodulatory functions in a single viral protein is  highly unique. The proposed studies will provide insight into the exceptional virulence of the orthopoxviruses,  including those of particular public health concern, and could lead to the use of this protein family as an  immune targeting therapeutic strategy.