2010CB911800-G-细胞抗病毒先天免疫相关蛋白的生物学要点分析.doc

项目名称： 细胞抗病毒先天免疫相关蛋白的生物学研究 郭德银 武汉大学 2010年1月-2014年8月 教育部  鉴于突发、重大和难以控制的病毒性疾病对我国人民生命安全和社会经济发展构成的重要威胁，研发特异性抗病毒药物与高效疫苗、有效预防和控制重大病毒性传染病发生和流行进而降低其危害，一直是我国生物医学科学领域的重大国家需求。满足这些国家重大需要的核心在于：首先必须有原创性理论研究的重大突破。通过研究细胞抗病毒反应的免疫识别、信号转导与调控、病毒感染后细胞蛋白的修饰变化以及病毒逃逸免疫识别相关蛋白的结构和功能，获得源头创新的理论研究成果，进而发现关键的抗病毒药物靶点和获得抗病毒药物设计的蛋白结构基础，建立增强免疫效果的新策略，为新型疫苗与佐剂设计提供理论依据。 为此，本项目拟从蛋白质功能与结构层面着手，解决先天免疫应答过程中抗病毒信号传导与调控以及病毒逃避先天免疫反应的分子机制关键科学问题，以发现参与抗病毒先天免疫信号转导与调节的新蛋白、解析关键蛋白的结晶结构、揭示先天免疫应答与病毒免疫逃逸的新机制。具体科学问题包括：先天免疫抗病毒反应信号通路中重要接头和调节蛋白的发现与结构功能关系；病毒感染后对宿主细胞抗病毒信号转导的抑制以及诱发的宿主细胞蛋白质组修饰（磷酸化、泛素化等）与功能；冠状病毒等主要RNA病毒对其RNA基因组进行保护修饰而引起免疫逃逸的分子机制；揭示抗病毒先天免疫中TLRs和RLR等模式识别受体识别病原相关分子模式（PAMPs）以及下游信号转导的蛋白结构基础和调节机制。 围绕解决上述关键科学问题，本项目拟开展如下几方面的研究： 抗病毒先天免疫信号转导与调控相关蛋白的系统鉴定和功能研究 以抗病毒先天免疫反应的RLR信号通路为对象，揭示信号通路中关键蛋白在抗病毒先天免疫调节中的功能和信号通路的分子机制。结合抗病毒先天免疫应答相关蛋白的鉴定和下游信号通路的研究，开展抗病毒先天免疫调控树突状细胞抗原递呈功能的机制研究，从分子水平先天免疫与获得性免疫如何协作启动机体的抗病毒免疫，为病毒新型疫苗的合理设计提供理论基础。 具体研究内容： 1）RLR信号通路分子及其相关蛋白的筛选、克隆和相互作用研究：主要采用酵母双杂交和蛋白芯片技术，筛选、克隆相关的新基因和蛋白。从信号通路及调节分子的相互作用及其机理着手，阐明RLR信号通路的传递以及调节的机制 2）这些新发现蛋白分子在抗病毒细胞免疫调节中的作用研究：着重阐明信号通路分子及调节分子在病毒感染和抗病毒先天免疫中的作用，以及如何通过信号通路的调节发挥作用。 3）抗病毒信号通路的交叉和关联研究：主要研究RLR和TLR在病毒感染时信号通路交叉和影响，研究这种关联在病毒感染和抗病毒先天免疫中的意义。 4）抗病毒先天免疫相关分子调控树突状细胞病毒抗原递呈的机制研究：研究诱导树突状细胞成熟的MyD88依赖型信号通路和MyD88非依赖型/TRIF依赖型信号通路调控病毒蛋白抗原递呈的分子机制，胞内的RLR信号通路对树突状细胞抗原递呈途径的影响，鉴定RLR信号通路参与调控树突状细胞病毒抗原递呈相关囊泡转运的相关分子，研究病毒编码蛋白对抗原递呈途径的影响与其免疫逃逸的关系。 5）抗病毒先天免疫相关分子调控病毒获得性免疫应答机制研究：采用单纯疱疹病毒、鼠肝炎病毒等感染动物模型，通过产生树突状细胞特异性Knock-in/down的转基因小鼠，研究不同抗原递呈途径与病毒免疫应答的关系，揭示抗病毒先天免疫相关分子调控病毒获得性免疫应答与病毒免疫逃逸的机制。 病毒感染导致的宿主细胞蛋白的翻译后修饰与功能研究 许多病毒感染依赖宿主脂筏，胆固醇代谢途径中的蛋白组份也被病毒修饰利用。我们将采用蛋白组学方法，研究病毒对宿主脂筏以及胆固醇代谢途径的影响，特别针对HCV病毒感染，筛选潜在的能够被HCV丝氨酸蛋白酶NS3/4A切割的宿主蛋白并研究其在HCV感染过程中的作用。 已有的研究表明，蛋白质的磷酸化/去磷酸化，泛素化/去泛素化，SUMO化/去SUMO化修饰在调节病毒感染和复制、细胞抗病毒免疫反应等过程中具有重要作用。我们将用蛋白质组学方法系统的筛选调节病毒感染诱导I型干扰素表达的蛋白质修饰酶和去修饰酶基因，比较病毒感染前后宿主细胞蛋白磷酸化组学变化，发现受病毒感染调节的磷酸化蛋白，研究这些蛋白及其修饰在先天免疫中的作用机理。 具体研究内容： 1）对病毒感染依赖宿主脂筏的研究：采用分离细胞DRMs (Detergent Resistant Membranes) 技术，富集和提纯脂筏，通过蛋白组学技术与质谱分析相结合，比较病毒感染前后膜脂筏成分和结构差异，阐明病毒感染对脂筏构成宿主蛋白的修饰及其作用机理。另外，脂筏本身富含胆固醇，而胆固醇代谢途径也常常被病毒所利用。拟借助蛋白