近日,江蘇省農業科學院獸醫所李彬研究員團隊在豬冠狀病毒-豬流行性腹瀉病毒(PEDV)變異株逃逸補體C3抗病毒作用機制方面取得重要進展,相關研究成果以題為“Nonstructural protein 1 of variant PEDV plays a key role in escaping replication restriction by complement C3”在線發表于病毒學領域國際權威期刊《Journal of Virology》(IF=6.5,top期刊)。李彬研究員為論文通訊作者,動物腹瀉病防控創新團隊的范寶超副研究員和博士后彭棋為論文共同第一作者。
α冠狀病毒屬的豬流行性腹瀉病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)首次發現于上世紀70年代,隨后蔓延至世界各地。自2010年以來,高致病性PEDV變異株的暴發給全球養豬業造成巨大經濟損失。相比經典毒株,PEDV變異株致病性更強,而且在原有疫苗免疫的豬場仍然發病,但其毒力增強和免疫逃逸機制尚不清楚。
補體系統是生物體免疫系統的重要組成部分,在抗病毒感染中發揮重要作用,其中,補體分子C3處于三種補體途徑激活的核心位置,同時自身也可參與胞內免疫反應。本研究中,研究人員發現在PEDV變異株感染的仔豬腸道上皮細胞中,C3轉錄水平顯著降低。在體外,通過C3的干擾和過表達,發現C3具有顯著抑制PEDV復制的作用。
研究人員采用人肝癌細胞系Huh7進行病毒感染試驗,發現與PEDV經典株相比,變異株顯著抑制Huh7中C3的轉錄和表達水平;進一步發現PEDV變異株和經典株均誘導細胞中高水平IL-1β,但是與PEDV經典株相比,變異株顯著下調IL-1β誘導的C3轉錄和表達。深入研究發現,PEDV變異株通過抑制C3表達信號通路p38-MAPK-C/EBP-β中C/EBP-β的磷酸化而發揮抑制C3轉錄作用。
通過對病毒蛋白的篩選和位點突變體的構建,明確了PEDV非結構蛋白nsp1的第50位氨基酸具有調節C/EBP-β磷酸化作用。最后,研究人員構建了相應的位點突變毒株,在病毒水平驗證了PEDV nsp1的第50位氨基酸在調節C3表達中發揮關鍵作用。
該研究首次報道了補體C3的抗PEDV感染能力,發現了PEDV變異株可通過下調C3表達而逃避其抗病毒作用,揭示了PEDV變異株的一種新的免疫逃逸策略,加深了對該病原致病機制的了解,也為冠狀病毒防控提供了新的思路。
研究得到了十四五國家重點研發計劃(2021YFD1801104)、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、江蘇省自主創新基金、院顛覆性探索性等項目資助。
原文鏈接:https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.01024-22