杯狀病毒大部分成員能夠感染哺乳動物,是人和動物重要的病原微生物。然而,目前除了貓杯狀病毒(FCV)和小鼠諾如病毒,由于缺乏高效、簡易的培養(yǎng)系統(tǒng),致使病毒不能在體外進行培養(yǎng);同時也沒有較好的動物模型用于杯狀病毒的研究,因此限制了相關病毒學和免疫學等方面的研究。FCV 能夠在體外培養(yǎng),且具有成熟的動物模型,是研究杯狀病毒的重要模式病毒。FCV 感染家貓常導致持續(xù)感染或再感染,其潛在的逃逸宿主天然免疫的分子機制尚不明確。
近期在《PLoS Pathogens》發(fā)表了“Feline calicivirus strain 2280 p30 antagonizes type I interferon-mediated antiviral innate immunity through directly degrading IFNAR1 mRNA”的研究論文,揭示了關于FCV 如何拮抗I 型干擾素應答促進病毒持續(xù)感染的新機制。研究發(fā)現(xiàn)FCV 2280 強毒株感染貓腎細胞,可以通過誘導IFNAR1 mRNA 的降解抑制細胞中I 型干擾素受體IFNAR1 的表達,從而抑制下游接頭分子的磷酸化。通過qPCR 和Northern blot 方法發(fā)現(xiàn)FCV 2280 p30 蛋白過表達可以下調(diào)IFNAR1 mRNA 的表達。FCV 2280 能夠拮抗IFN-β 抗病毒作用;然而,F(xiàn)9 弱毒株p30 蛋白不能抑制細胞中I 型干擾素受體IFNAR1 的表達,拮抗IFN-β 抗病毒作用;體外生化實驗證明FCV 2280 p30 可以直接降解IFNAR1 RNA。進一步,通過FCV 反向遺傳操作,將FCV 2280 強毒株p30 蛋白和F9 弱毒株p30 蛋白進行互相替換,構建rFCV 2280-F9 p30 和rFCV F9-2280 p30 嵌合病毒。與親本病毒感染相比,rFCV 2280-F9 p30 感染細胞后在可以致使降低IFNAR1 mRNA 表達的能力減弱,而rFCV F9-2280 p30 感染細胞后,活性增強,能夠明顯下調(diào)IFNAR1 mRNA 表達。動物實驗結果顯示,rFCV 2280-F9 p30 對家貓的致病力減弱,表明FCV 2280 強毒株p30 蛋白替換為F9 弱毒株p30 蛋白,可降低FCV2280 野生毒株的致病力;而rFCV F9-2280 p30 對家貓致病力增強,表明FCV F9 弱毒株p30 蛋白替換為FCV 2280 強毒株p30 蛋白,可以增強FCV F9 野生毒株感染家貓的毒力。以上這些數(shù)據(jù)表明,F(xiàn)CV 2280 p30 蛋白可以直接選擇性降解IFNAR1 mRNA,阻斷I 型干擾素誘導的JAK-STAT 信號通路的激活,從而逃逸宿主的抗病毒應答,揭示了FCV 感染動物后潛在的免疫逃逸和建立持續(xù)感染的機制。
該研究首次報道了FCV p30 蛋白通過拮抗宿主I型干擾素信號通路介導病毒免疫逃逸的分子機制。FCV p30 蛋白通過直接剪切I 型干擾素受體mRNA 抑制蛋白的表達,從而阻斷干擾素的抗病毒作用,抑制了機體對病毒的天然免疫反應,進而促進了FCV感染家貓的發(fā)生;同時導致病毒在機體持續(xù)存在,促進了持續(xù)感染或再感染。該發(fā)現(xiàn)為解析FCV 感染過程中病毒與宿主的相互作用及其他杯狀病毒的生物學特性研究提供了重要參考。