猪繁殖与呼吸综合征病毒NSP5通过劫持UBE2L6调控宿主天然免疫促进病毒复制的机制研究

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:Veterinary Research 3.7

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  本研究揭示了猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)非结构蛋白NSP5通过招募宿主泛素结合酶UBE2L6,促进RIG-I/MDA5的K48连接泛素化降解,抑制I型干扰素和ISGylation通路,从而逃逸宿主天然免疫的分子机制。该发现为PRRSV免疫逃逸策略提供了新见解,并为抗病毒靶点开发奠定理论基础。

  

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是全球养猪业最具经济破坏力的病原体之一,其免疫抑制特性导致疫苗防控效果不佳。病毒如何逃逸宿主天然免疫是领域内亟待解决的核心问题。已有研究表明,PRRSV通过多种非结构蛋白(NSPs)干扰RIG-I样受体(RLRs)信号通路,但NSP5的免疫调控机制尚不明确。同时,宿主ISGylation(干扰素刺激基因15介导的类泛素化修饰)作为重要的抗病毒防御系统,其与PRRSV的博弈关系也缺乏深入研究。

扬州大学的研究团队在《Veterinary Research》发表的研究,首次揭示了PRRSV NSP5通过劫持宿主UBE2L6(兼具泛素/ISG15结合酶活性的E2酶)双重调控宿主免疫的新机制。研究人员综合运用qRT-PCR、Western blot、免疫共沉淀(Co-IP)、免疫荧光和siRNA干扰等技术,结合UV灭活病毒对照实验,系统解析了病毒-宿主互作网络。

主要技术方法
研究以PRRSV CHR6株感染猪肺泡巨噬细胞(PAMs)和Marc-145细胞为模型,通过构建UBE2L6过表达质粒和三种siRNA,结合K48/K63特异性泛素突变体,利用MG-132和氯喹处理区分泛素-蛋白酶体与溶酶体降解途径。通过mCherry/GFP标签蛋白共定位、ISG15-AA突变体(LRLRGG→LRLRAA)验证ISGylation功能,并采用TCID50测定病毒滴度。

UBE2L6表达受PRRSV正向调控
感染实验显示,PRRSV可显著上调UBE2L6在转录和蛋白水平的表达(图1)。在36-48 hpi(小时感染后),UBE2L6蛋白表达达峰值,同时ISG15及其结合物水平升高,提示病毒可能主动调控该通路。

UBE2L6双向调控病毒复制
功能实验证实,UBE2L6过表达使PRRSV N蛋白表达量提升2-3倍(图2A),病毒滴度(TCID50)显著增加(图2C),而siRNA沉默UBE2L6则抑制病毒复制(图3)。值得注意的是,UBE2L6对Li11和XJ17-5等不同毒株均表现出普适性促复制作用(图2F)。

免疫抑制的双重机制
在分子机制层面,研究发现:

  1. 泛素化降解RLRs:UBE2L6通过K48连接泛素化促进RIG-I/MDA5经蛋白酶体降解(图6D-E),该过程依赖PRRSV感染(图5E),MG-132处理可逆转降解效应(图6A)。
  2. 抑制ISGylation:UBE2L6过表达降低ISG15结合物水平(图4A),而ISG15-AA突变体实验证实ISGylation缺失会显著增强病毒复制(图4D),说明UBE2L6通过削弱该通路促进免疫逃逸。

NSP5-UBE2L6协同作用
关键发现是NSP5作为"分子支架"与UBE2L6物理结合(图8E-F),并呈现以下特征:

  • UBE2L6通过减少NSP5的K48泛素化修饰(图8G-I)稳定病毒蛋白
  • NSP5招募UBE2L6至RIG-I/MDA5(图9A),使二者K48泛素化水平提升3-5倍(图9D-E),形成正反馈循环

研究意义
该研究首次阐明PRRSV NSP5通过"劫持-稳定-协同"三步策略操纵UBE2L6的双重酶活性:一方面抑制ISGylation抗病毒通路,另一方面定向降解RLRs核心分子。这一发现不仅拓展了对PRRSV免疫逃逸机制的认知,UBE2L6作为连接泛素化与ISGylation的关键节点,也为开发广谱抗病毒药物提供了新靶点。研究揭示的病毒蛋白"酶活性劫持"模式,可能为其他RNA病毒研究提供范式参考。

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