非洲猪瘟病毒MGF110-5L-6L蛋白诱导宿主细胞翻译阻滞和应激颗粒形成的作用机制

摘要：

[背景]非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)感染引发的一种猪烈性传染病,是全球公认的养猪业"头号杀手",至今尚无安全有效的疫苗和药物.病毒作为专性细胞内寄生物,必须通过"劫持"宿主翻译系统为病毒蛋白合成服务.其中翻译起始因子eIF2α作为翻译调控的核心节点,控制细胞应激反应和翻译重编程走向,对病毒毒力、嗜性、致病性及免疫逃逸等具有重要影响,eIF2α磷酸化调控无疑是病毒与宿主细胞竞争翻译资源的重要阵地之一.然而,关于ASFV编码蛋白与eIF2α磷酸化作用关系的认知极度匮乏.[目的]探究非洲猪瘟病毒MGF110-5L-6L蛋白对宿主细胞翻译阻滞和促进应激颗粒形成的作用机制,为深入揭示非洲猪瘟病毒的致病机制研究提供科学依据.[方法]在前期利用荧光素酶报告基因载体和绿色荧光报告载体,筛选发现外源表达MGF110-5L-6L极显著上调eIF2α磷酸化水平的基础上.选择猪肺泡巨噬细胞3D4/21和猪肾细胞PK-15作为研究用细胞系,利用质粒转染和特异性化学药物处理等方法,结合免疫印迹和激光共聚焦显微镜等检测技术,验证了 MGF110-5L-6L蛋白与eIF2α磷酸化及其下游翻译效应之间的功能关系.随后,通过生物信息学网站预测、亚细胞定位和功能分析等,研究了 MGF110-5L-6L蛋白与诱导细胞应激之间的相关性.[结果]证实外源表达ASFV多基因家族蛋白MGF110-5L-6L能够显著增强细胞内eIF2α磷酸化水平及激活转录因子ATF4表达量,诱导综合应激反应的发生;还可诱导细胞发生内质网应激和未折叠蛋白反应,并通过活化PERK和PKR激酶来诱发eIF2α的磷酸化,进而导致细胞蛋白翻译阻滞和应激颗粒形成.进一步证实,MGF110-5L-6L蛋白含有两个高度保守的半胱氨酸基序,且主要定位于内质网,少量分布于高尔基体、线粒体和溶酶体,还可诱导高尔基体和过氧化物酶体的亚细胞定位及形态出现显著改变,提示其可能通过影响内质网腔中氧化还原稳态、蛋白分泌途径或相关膜性细胞器发生等创造应激条件.[结论]报道了 ASFV早期蛋白MGF110-5L-6L的结构、亚细胞定位及其潜在功能特征,揭示了 MGF110-5L-6L蛋白与eIF2α磷酸化和宿主细胞蛋白翻译系统之间的功能关系,为深入认识ASFV的病原生物学与致病机制提供了新的科学参考.

关键词：非洲猪瘟病毒、MGF110-5L-6L蛋白、eIF2 α磷酸化、翻译阻滞、应激颗粒

所属期刊栏目：56

分类号：R735.7;Q78;S858.28

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;河南省重点研发与推广专项

在线出版日期：2023-05-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：1401-1416