非洲猪瘟病毒MGF110-7L蛋白激活PERK/PKR-eIF2α通路诱导宿主翻译阻滞和应激颗粒形成

非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是全球养猪业的“头号杀手”,至今仍无有效的疫苗和药物,只能依靠严格检疫和扑杀措施进行防控。造成非洲猪瘟疫苗和药物研发受阻的主要原因在于对非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)生物学特性认识的局限性。病毒完全依赖宿主的翻译系统合成病毒蛋白,因此病毒“劫持”宿主翻译系统的策略是决定病毒感染的关键。翻译起始因子eIF2α作为翻译起始调控的核心节点,能够控制蛋白翻译重编程和应激反应走向,对病毒毒力、嗜性、致病性具有重要影响。然而,目前关于ASFV翻译调控策略的认知非常匮乏。本研究主要围绕ASFV如何与真核翻译起始因子2a(eIF2a)信号通E7080价格路相互作用开展,主要内容如下:首先筛选了显著诱导eIF2α磷酸化的ASFV编码蛋白。构建ATF4-RLuc和ATF4-EGFP报告质粒,利用荧光素酶报告基因检测和免疫印迹技术,发现ASFV早期蛋白MGF110-7L诱导eIF2α磷酸化水平显著升高和激活转录因子ATF4表达上调,并激活细胞发生整合应激反应。其次验证了MGF110-7L蛋白的功能。eIF2α发生磷酸化后影响宿主细胞的翻译、应激颗粒形成和细胞周期等。为了研究MGF110-7L蛋白对宿主细胞翻译及应激颗粒形成的影响,利用激光扫描共聚焦显微镜和免疫印迹技术发现MGF110-7L蛋白诱导宿主细胞翻译阻滞和应激颗粒形成LEE011试剂,且ISRIB处理能够恢复MGF110-7L蛋白诱导的宿主翻译阻滞和应激颗粒形成,表明MGF110-7L蛋白依赖eIF2α发生磷酸化诱导宿主细胞翻译阻滞和应激颗粒形成。再者研究了MGF110-7L蛋白诱导eIF2α磷酸化的机制。生化试验表明过表达MGF110-7L蛋白激活蛋白激酶R(PKR)和PKR样内质网(ER)激酶(PERK),GSK2606414和C16处理可以恢复MGF110-7L蛋白诱导的eIF2α磷酸化,表明MGF110-7L诱导的eIF2α磷酸化是由PKR和PERK介导的,这一过程对宿主翻译阻滞和SGs形成至关重要。序列比对分析表明,不同年份和不同地区的12株高致病性毒株的MGF110-7L蛋白氨基酸序列高度保守,羧基端存在内质网滞留信号-KKDEBlood stream infectionF基序。利用激光扫描共聚焦显微镜技术证实MGF110-7L蛋白主要定位于内质网,并导致分泌途径的特定重组,暗示其可能通过调控细胞内蛋白分泌途径或相关膜性细胞器组分来为病毒增殖服务。进一步的蛋白质组学分析表明,MGF110-7L蛋白与宿主参与调节内质网稳态的蛋白存在相互作用。最后发现MGF110-7L蛋白诱导内质网应激。利用激光扫描共聚焦显微镜和免疫印迹技术发现MGF110-7L蛋白能够诱导宿主细胞发生内质网应激且激活未折叠蛋白反应IRE1-XBP1分支,细胞通过激酶PERK和PKR感应刺激信号,触发eIF2α磷酸化,进而诱导翻译阻滞和应激颗粒形成。综上,本文首次研究了ASFV多基因家族蛋白MGF110-7L的结构、定位及其潜在功能特征,并揭示了其与宿主细胞蛋白翻译系统之间的胁迫关系,为深入认识ASFV的病毒毒力、细胞嗜性、致病性及免疫逃逸等特性提供了新的科学参考。