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PFKFB3介导的糖酵解代谢在宿主抗病毒免疫中的调控作用及分子机制研究
结题报告
批准号:
31870912
项目类别:
面上项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
马烽
学科分类:
C0806.感染与非感染性炎症
结题年份:
2020
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
蒋海娟、李大培、孙继亚、郭雯、朱婧斐、黄超豪、陈盛川、吴荣盛
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中文摘要
I型干扰素(IFN-I)及其诱导的干扰素刺激基因(ISGs)是抗病毒免疫的核心。多种代谢关键酶在病毒感染的细胞中表达上调,这些酶在抗病毒免疫中的作用尚不明确。我们通过分析病毒感染细胞和IFN-I活化细胞的转录组,发现糖酵解关键酶PFKFB3也是ISG,可以通过酶活依赖的方式促进宿主抗病毒免疫,保护HEK293T等细胞抵抗多种病毒感染。此外,PFKFB3的条件培养基能通过IFNAR非依赖的方式活化STAT1,从而促进抗病毒基因的诱导表达。利用代谢组学、补充营养成分等实验初步证明PFKFB3条件培养基能通过消耗代谢物的方式使其具有抗病毒的能力。本项目将研究PFKFB3及其条件培养基在宿主抗病毒免疫中的调控作用、阐明PFKFB3条件培养基具有抗病毒活性的原因、探讨PFKFB3及其条件培养基以IFNAR非依赖的方式活化STAT1的分子机制,从而为寨卡、流感等病毒感染性疾病的防治提供新的靶点和策略。
英文摘要
Type I interferon (IFN-I) plays critical roles in host antiviral immunity by inducing numerous antiviral IFN-stimulated genes (ISGs) through the IFNAR downstream signaling. Induction of some metabolic key enzymes and their metabolites was also observed in the viral-infected cells. However, it is unclear whether these enzymes regulate host antiviral immunity. By analyzing the transcriptome of the viral-infected or IFN-I-treated cells, we have found that glycolytic activator 6-phosphofructose-2-kinase and fructose-2,6-bisphosphatase (PFKFB3) is also an ISG. PFKFB3 protects HEK293T and A549 cells against viral infection in an enzymatic activity-dependent manner. In addition, the conditional medium from PFKFB3-overexpressed HEK293T cells (CM-PFKFB3) facilitates STAT1 phosphorylation and antiviral ISGs induction via an IFNAR-independent pathway. By using HPLC-MS/MS analyzing the metabolomics in CM-PFKFB3 and testing the effect of the differential produced metabolites, the results suggest that PFKFB3 enhances host antiviral immunity by depleting one or more metabolites, such as amino acids. In this project, we will further investigate the role of PFKFB3 and CM-PFKFB3 in the regulation of host antiviral immunity, the reason for the antiviral activity of CM-PFKFB3, the mechanism for PFKFB3 and CM-PFKFB3 promoting activation of STAT1. This study will provide novel therapeutic targets and strategies for treatment of viral infectious diseases caused by ZIKV, influenza, and herpes virus infection.
I型干扰素(IFN-I)及其诱导的干扰素刺激基因(ISGs)是抗病毒免疫的核心。多种代谢关键酶作为ISG在病毒感染的细胞中表达上调,但这些酶在抗病毒免疫中的作用尚不明确。我们通过分析病毒感染细胞和IFN-I刺激细胞的转录组,发现糖酵解关键酶PFKFB3也是ISG,可以通过酶活依赖的方式促进宿主抗病毒免疫,保护HEK293T等细胞抵抗多种病毒染。此外,PFKFB3的条件培养基能通过IFNAR非依赖的方式活化STAT1,从而促进抗病毒基因的诱导表达。PFKFB3髓系特异性基因敲除小鼠基因敲除小鼠对流感PR8和VSV病毒感染更加易感,表现为较低的存活率、较为严重的肺部炎症损伤以及较高的病毒载量。利用代谢组学、补充营养成分等实验证明PFKFB3条件培养基能通过消耗氨基酸代谢物的方式使其具有抗病毒的能力。本项目通过阐明PFKFB3及其条件培养基在宿主抗病毒免疫中的调控作用,发现了PFKFB3条件培养基具有抗病毒活性的原因,阐明了PFKFB3及其条件培养基以IFNAR非依赖的方式活化STAT1的分子机制,从而为寨卡、流感、新冠等病毒感染性疾病的防治提供新的思路。病毒复制需要宿主细胞的各种成分,包括核苷酸、氨基酸和ATP等,如果能在不影响宿主自身存活的情况下,一过性地抑制或者去除病毒复制所需要的成分,则能达到抗病毒的效果,本项目的研究结果提示某种氨基酸的特异性去除或抑制能有效抑制流感等病毒感染,可为广谱抗病毒药物开发提供新的靶点和策略。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.canlet.2020.10.034
发表时间:2021-01-28
期刊:CANCER LETTERS
影响因子:9.7
作者:Yuan, Yi;Cai, Xushan;Ma, Feng
通讯作者:Ma, Feng
Treatment of Human Glioblastoma with a Live Attenuated Zika Virus Vaccine Candidate.
用寨卡病毒减毒活疫苗候选药物治疗人类胶质母细胞瘤。
DOI:10.1128/mbio.01683-18
发表时间:2018-09-18
期刊:mBio
影响因子:6.4
作者:Chen Q;Wu J;Ye Q;Ma F;Zhu Q;Wu Y;Shan C;Xie X;Li D;Zhan X;Li C;Li XF;Qin X;Zhao T;Wu H;Shi PY;Man J;Qin CF
通讯作者:Qin CF
Azithromycin Protects against Zika Virus Infection by Upregulating Virus-Induced Type I and III Interferon Responses
阿奇霉素通过上调病毒诱导的 I 型和 III 型干扰素反应来预防寨卡病毒感染
DOI:10.1128/aac.00394-19
发表时间:2019-12-01
期刊:ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY
影响因子:4.9
作者:Li, Chunfeng;Zu, Shulong;Cheng, Genhong
通讯作者:Cheng, Genhong
Function and Regulation of Nuclear DNA Sensors During Viral Infection and Tumorigenesis.
病毒感染和肿瘤发生过程中核 DNA 传感器的功能和调节。
DOI:10.3389/fimmu.2020.624556
发表时间:2020
期刊:Frontiers in immunology
影响因子:7.3
作者:Zhang F;Yuan Y;Ma F
通讯作者:Ma F
TLR3 Ligand PolyI:C Prevents Acute Pancreatitis Through the Interferon-β/Interferon-α/β Receptor Signaling Pathway in a Caerulein-Induced Pancreatitis Mouse Model
TLR3 配体 PolyI:C 在雨蛙素诱导的胰腺炎小鼠模型中通过干扰素-β/干扰素-α/β 受体信号通路预防急性胰腺炎
DOI:10.3389/fimmu.2019.00980
发表时间:2019-05
期刊:Front Immunol
影响因子:--
作者:Huang Chaohao;Chen Shengchuan;Zhang Tan;Li Dapei;Huang Zhonglin;Huang Jian;Qin Yanghua;Chen Bicheng;Cheng Genhong;Ma Feng;Zhou Mengtao
通讯作者:Zhou Mengtao
小核RNA RNVU1-18在宿主抗病毒免疫中的调控作用及分子机制研究
  • 批准号:
    32170880
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    马烽
  • 依托单位:
国内基金
海外基金