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Calpain-1与CD163互作介导PRRSV脱壳及其分子机制研究

批准号:
32072695
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
郭春和
学科分类:
家畜种质资源与遗传育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭春和

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
CD163是PRRSV脱壳的必需受体,但病毒脱壳的具体分子机制未知。Calpain-1通过重构细胞骨架参与囊泡运输。前期数据发现:wild-type Marc-145能感染PRRSV,其CD163与Calpain-1互作;而SRCR5缺失的细胞不能感染病毒,该编辑的CD163不与Calpain-1互作,提示Calpain-1可能在病毒脱壳中发挥重要的作用。在此基础上,本项目拟通过co-IP验证质谱数据,分析PRRSV感染对Calpain-1的影响,验证Calpain-1在病毒脱壳阶段发挥作用;阐明其与CD163 SRCR5互作的关键结构,制备Calpain-1敲除细胞系研究其对病毒感染的作用,揭示其调节病毒脱壳的分子机制;最后通过活体攻毒进一步验证Calpain-1对病毒感染的作用。预期结果不仅可确证Calpain-1可调节PRRSV感染,还可为挖掘PRRSV抗病/易感基因奠定基础。
英文摘要
CD163 is required for PRRSV uncoating, but the molecular mechanism of its uncoating remains unknown. Calpain-1 reconstructs cytoskeleton to regulate vesicular trafficking. Our previous data of LC-MS/MS showed that, wild-type Marc-145 cells can be infected with PRRSV, and its CD163 interacts with Calpain-1, while SRCR5-deleted cells resist PRRSV infection and the gene-edited CD163 cannot interacts with Calpain-1. These data suggest that Calpain-1 may play a crucial role in virus infection. Therefore, we plan to confirm the LC-MS/MS data using co-IP, investigate the effect of PRRSV infection on Calpain-1, and demonstrate Calpain-1 functions in virus uncoating rather than in virus absorption and entry. Then we address the mechanism of the interaction of Calpain-1 with SRCR5, test its role in virus infection using a Calpain-1 knock out cell line, thus illustrating the molecular mechanism of its regulation on virus uncoating. Finally we further analyze the influence of Calpain-1 on infection in vivo. The data not only confirm the role of Calpain-1 in PRRSV replication, but also provide new theoretical basis for screening susceptibility or resistance genes against the virus.
猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS),俗称猪蓝耳病,是影响全球养猪业健康发展最重要的传染病之一。据统计,在全球每年造成27亿美元损失。引起PRRS的病原是猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV),该病毒主要感染猪肺泡巨噬细胞,破坏免疫系统,引起免疫抑制,目前PRRSV的入侵机制及致病机理仍不清楚。已有大量研究表明,清道夫受体家族中的CD163受体为PRRSV入侵靶细胞的决定性受体,CD163受体与PRRSV的GP2a、GP4、GP5糖蛋白互作介导病毒脱壳(uncoating),但是PRRSV脱壳的具体机制以及哪些宿主因子参与此过程仍不清楚。课题组前期利用免疫共沉淀法(co-IP)和液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)在PRRSV感染的细胞中,鉴定到77个宿主蛋白可能与CD163互作,其中包括6种钙离子结合相关蛋白(包含Calpain1)。钙蛋白酶1(Calpain1)是一种钙离子依赖型的中性蛋白水解酶,在病毒感染过程中发挥重要的作用。在此基础上,我们首先通过免疫荧光以及免疫共沉淀技术证明Calpain1与CD163分子互作。接着用抑制剂抑制Calpain1的活性或者干扰Calpain1的表达后,会显著抑制PRRSV的感染,提示Calpain1可能参与PRRSV的感染过程。接着我们发现Calpain1在PRRSV感染的前期阶段发挥作用,并且PRRSV进入易感细胞时激活Calpain1。但抑制Calpain1后对PRRSV吸附、内化等过程无影响。进一步研究发现,Calpain1与CD163互作以促进PRRSV脱壳,若抑制Calpain1,则会抑制PRRSV脱壳,使PRRSV在细胞内体中积累,最终被迫运往内体的下游溶酶体进行降解。以上研究表明,在PRRSV入侵细胞的早期过程中,Calpain1通过与CD163受体互作,进而介导PRRSV脱壳,提示Calpain1主要在病毒脱壳过程发挥作用。综上,本研究通过发掘与CD163互作的宿主因子,鉴定到Calpain1参与了PRRSV入侵的脱壳过程。本项目旨在阐明PRRSV的入侵机制,Calpain1可作为PRRS防控的重要靶点,同时也为解析PRRSV致病机理及其与宿主互作机制提供基础。
MARCO调节猪繁殖与呼吸综合征病毒感染的分子机制
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