I 论文导读 |
随着全球化的进程，猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）已成为全球养猪业最具破坏性的病毒性疾病之一。PRRS病毒（PRRSV）以其高度的遗传多样性和快速的变异能力而闻名，这使得病毒能够逃避宿主的免疫反应，导致疫苗开发和疾病控制面临重大挑战。尽管已有研究对PRRSV的生物学特性和致病机制进行了探索，但对于病毒如何干扰宿主免疫应答的具体机制仍不完全清楚。
2024年10月28日，兰兽研＆西北农林科技大学研究团队在PLOS PATHOGENS上发表题为“Porcine reproductive and respiratory syndrome virus nonstructural protein 2 promotes the autophagic degradation of adaptor protein SH3KBP1 to antagonize host innate immune responses by enhancing K63- linked polyubiquitination of RIG-I”的最新研究论文，本研究旨在深入理解PRRSV非结构蛋白2（NSP2）在病毒感染中的作用，以及它如何影响宿主的天然免疫反应，从而为开发新的减毒疫苗提供宝贵的见解。
IF：6.7 中科院1区 | JCR/Q1 病原学 参考译文：猪繁殖与呼吸综合征病毒非结构蛋白 2 通过增强 RIG-I 的 K63 连接多泛素化，促进衔接蛋白 SH3KBP1 的自噬降解，从而拮抗宿主的先天免疫反应 第一作者：Jiaoyang Li, Jing Zhang |
I 主要研究结果 |
图1.SH3KBP1 抑制 PRRSV 复制
2.SH3KBP1 在体内和体外促进 IFN-β 的产生和 ISG 的表达
研究显示，SH3KBP1在体外和体内均能促进干扰素β（IFN-β）的产生和干扰素刺激基因（ISGs）的表达。在体外实验中，SH3KBP1的过表达激活了IFN-β和ISGs，如ISG15、ISG56和RANTES，而在SH3KBP1被siRNA敲低的细胞中，这些基因的表达受到抑制。体内实验中，SH3KBP1基因敲除（KO）小鼠在VSV感染后，血清中的IFN-β水平显著低于野生型小鼠，且生存率降低。这些结果表明SH3KBP1在调节宿主抗病毒免疫反应中起着关键作用。
图2.SH3KBP1 促进 IFN-β 的产生和 ISG 的表达
图3.SH3KBP1 增强了体内先天抗病毒反应
3.SH3KBP1能够增强RIG-I的表达
在Marc-145细胞中过表达Myc-SH3KBP1可以显著增加RIG-I蛋白水平，而不影响TBK1、MAVS和IRF3蛋白水平。此外，SH3KBP1的过表达并未诱导RIG-I的转录水平增加。PRRSV感染SH3KBP1过表达的Marc-145细胞导致TBK1和IRF3的磷酸化水平上调，而SH3KBP1的敲低则减少了它们的磷酸化。这些结果表明SH3KBP1通过增加RIG-I的蛋白表达量，正向调节宿主的抗病毒反应。
图4.SH3KBP1增加了内源性RIG-I的蛋白水平
4.SH3KBP1 通过募集 TRIM25 促进 RIG-I 的 K63 连接多泛素化
研究揭示了SH3KBP1通过招募TRIM25促进RIG-I的K63连接多泛素化。实验中，SH3KBP1的过表达显著增加了RIG-I的K63连接多泛素化，而不影响K48连接多泛素化。进一步的实验证实，SH3KBP1并不直接与RIG-I相互作用，而是通过与TRIM25的特异性相互作用来增强RIG-I的K63连接多泛素化。在病毒感染后，SH3KBP1与TRIM25的相互作用增强，并且SH3KBP1的过表达促进了TRIM25与RIG-I的结合，而SH3KBP1的缺失则减弱了这种结合。这些发现表明SH3KBP1通过TRIM25介导的K63连接多泛素化正向调控RIG-I的稳定性，从而增强抗病毒信号传导。
图5.SH3KBP1 增强 RIG-I 的 K63 连接多泛素化
图6.SH3KBP1 通过募集 TRIM25 促进 RIG-I 的 K63 连接多泛素化
5.PRRSV 复制诱导 SH3KBP1 降解
研究发现，PRRSV（猪繁殖与呼吸综合征病毒）复制诱导了SH3KBP1的降解。在PAM和Marc-145细胞中，PRRSV感染导致SH3KBP1蛋白水平显著下降，且这种降解与病毒剂量和时间相关。实验还发现，PRRSV感染不影响SH3KBP1的mRNA水平，表明这种降解作用发生在蛋白层面。在动物实验中，感染PRRSV的小猪肺组织和PAM细胞中SH3KBP1的表达水平明显低于未感染的对照组。此外，使用紫外线灭活PRRSV处理细胞并不会导致SH3KBP1蛋白水平的降低，这表明SH3KBP1的降解是由活跃病毒复制引起的。这些结果揭示了PRRSV通过降解宿主蛋白SH3KBP1来对抗宿主的天然免疫反应，从而促进病毒复制的新机制。
图7.PRRSV 感染下调 PAM 和 Marc-145 细胞中的 SH3KBP1 表达
6.PRRSV NSP2（453PVPAPR458）氨基酸序列是SH3KBP1降解的关键区域
研究确定了PRRSV NSP2中的特定氨基酸序列453PVPAPR458是降解SH3KBP1的关键区域。通过构建缺少这一序列的PRRSV突变株GSWW15-NSP2Δ453–458，研究人员发现这一序列对于NSP2与SH3KBP1的相互作用至关重要。实验结果显示，缺失这一序列的NSP2突变株在与SH3KBP1的结合能力上显著下降，并且这种突变株在体外的生长特性表现出延迟，表明这一序列对于PRRSV的毒力和SH3KBP1的降解起着关键作用。这些发现不仅揭示了PRRSV如何通过NSP2靶向宿主蛋白SH3KBP1来逃避免疫反应，而且为开发针对PRRSV的减毒疫苗提供了潜在的靶点。
图8.PRRSV NSP2蛋白通过自噬途径诱导SH3KBP1降解
图9.PRRSV NSP2中的氨基酸序列453PVPAPR458是其与SH3KBP1相互作用的关键区域
图10.GSWW15-NSP2Δ453–458 的构建
| I 研究总结 |
本研究揭示了SH3KBP1在调控I型干扰素信号通路中的新角色，通过促进RIG-I的K63连接多泛素化，SH3KBP1正向调节了宿主的天然免疫反应，并抑制了猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）的复制。此外，PRRSV非结构蛋白2（NSP2）通过识别SH3KBP1中的特定氨基酸序列453PVPAPR458，诱导SH3KBP1通过自噬途径降解，从而拮抗宿主的天然免疫反应，促进病毒复制。这些发现不仅深化了我们对PRRSV如何干扰宿主免疫应答的理解，而且为开发新型减毒疫苗提供了重要的分子靶标。
https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1012670
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