HSV-1 LAT在感觉神经元I型干扰素反应缺失条件下促进眼部疾病发生

《Journal of Virology》：HSV-1 LAT promotes ocular diseases in the absence of type I IFN responses in sensory neurons

　　

I型干扰素（type I IFN）是单纯疱疹病毒1型（HSV-1）感染期间抗病毒防御的关键一线因子。在小鼠中，I型IFN家族包括至少14种IFNα亚型和单一IFNβ，均通过共同受体IFNαβR信号传导。研究人员此前报道，单个IFNα亚型（IFNα2A?/?）缺失会在不影响病毒再激活的情况下改变眼感染后的HSV-1潜伏水平。尽管I型IFN在HSV-1感染中的作用已被广泛研究，但I型IFN反应与感觉神经元内潜伏期相关转录本（LAT）的串扰仍待阐明。为研究LAT与I型IFN信号（特指神经元内）的功能关系，研究人员将Advillin-Cre小鼠与IFNAR1flox/flox小鼠杂交，生成感觉神经元特异性IFNAR1敲除小鼠（Avil-IFNAR1?/?）。HSV-1感染后，Avil-IFNAR1?/?小鼠存活率显著低于感染野生型小鼠。但与全局IFNAR1缺陷不同，在Avil-IFNAR1?/?小鼠中，LAT(+)与LAT(?)病毒感染间存活率无显著差异。急性感染期，感觉神经元I型IFN信号缺失增强了眼和三叉神经节（TG）内病毒复制，但不影响感染小鼠泪液中的病毒量。潜伏期，感觉神经元特异性IFNAR1缺陷使LAT(?)感染小鼠TG中gB DNA拷贝数升至与LAT(+)感染小鼠相似水平，这些小鼠中LAT转录本水平也显著高于野生型小鼠。神经元I型IFN信号缺失增加了感染小鼠的T细胞耗竭与眼疾病，但IFNAR1缺失不影响再激活。综上，结果表明神经元内在I型IFN信号在控制眼部病毒复制、限制HSV-1诱导眼疾及调节潜伏相关病毒与免疫参数中起关键作用。

研究背景与立项依据

单纯疱疹病毒1型（HSV-1）感染宿主后经黏膜或破损皮肤进入，在感觉神经元逆行运输至三叉神经节（trigeminal ganglion, TG）建立潜伏，外部刺激可诱发再激活并顺行返回角膜引发复发性疱疹性基质性角膜炎（herpetic stromal keratitis）。潜伏期仅大量表达潜伏期相关转录本（latency-associated transcript, LAT），其具抗凋亡活性并下调I型干扰素（type I interferon, IFN）反应（抑制JAK1/JAK2及ISG-15、ISG-54、ISG-56、IP-10、IRF-1、IRF-3等）。I型IFN所有成员通过异二聚体受体IFNαβR（含IFNAR1与IFNAR2）发挥抗病毒作用；全局IFNAR1^?/?小鼠极易感HSV-1，且LAT(?)病毒致死率更高，但因死亡率过高无法评估眼疾与再激活。既往研究显示单缺IFNα2A降低潜伏水平、单缺IFNβ使LAT(?)潜伏升至LAT(+)水平，提示I型IFN各亚型功能不均一且与LAT存在串扰。由于神经元是HSV-1潜伏主场所，研究人员构建感觉神经元特异性IFNAR1敲除小鼠（Avil-IFNAR1^?/?，Advillin-Cre×IFNAR1^flox/flox），以在生理相关细胞区室解析LAT与I型IFN信号在急性感染、潜伏维持、眼病理及免疫耗竭中的交互。该研究发表于《Journal of Virology》。

主要关键技术方法

研究使用C57BL/6背景小鼠：野生型（WT）对照、感觉神经元特异性IFNAR1条件敲除（Avil-IFNAR1^?/?）。病毒为HSV-1 McKrae（LAT(+)）与缺失突变株dLAT2903（LAT(?)），经非划痕滴眼（2×10⁵ pfu/眼）感染。队列包括急性与潜伏（28天）期眼、TG、泪液样本；采用PCR基因型鉴定，免疫荧光（抗IFNAR1/β-III微管蛋白Tubb3）验证神经元敲除效率；泪液空斑试验测毒价；qRT-PCR定量眼/TG中gB转录本与TG潜伏gB DNA及LAT RNA拷贝（GAPDH归一）；流式或qRT-PCR测TG中IFNγ、PD-1、CD8α耗竭标志；28天PI取TG体外外植再激活试验计再激活天数；裂隙灯盲法评角膜瘢痕（CS）与新生血管指数。

研究结果

生成感觉神经元特异性IFNAR1^?/?小鼠：Advillin-Cre驱动IFNAR1^flox/flox重组，PCR确认基因型，TG切片免疫荧光显示神经元IFNAR1荧光均值降至WT的22.8%，证实感觉神经元选择性缺失。

感觉神经元IFNAR1缺失对感染小鼠泪液病毒复制的影响：感染后1–5天泪膜空斑滴定，WT与Avil-IFNAR1^?/?无论LAT(+)或LAT(?)毒价无差异，说明神经元I型IFN不调控泪液排毒。

感觉神经元IFNAR1缺失增加感染小鼠眼与TG病毒基因表达：第3、5天PI取眼与TG做qRT-PCR。第3天眼内LAT(?)感染敲除鼠gB高于WT；TG中两病毒均显著高于WT。第5天眼内LAT(+)敲除鼠gB显著升高，TG中两病毒均显著升高。表明神经元I型IFN缺失放宽急性期眼/TG病毒转录，TG更明显。

IFNAR1缺失对小鼠存活的影响：28天生存曲线（四独立实验），WT染LAT(+) 93%存活、LAT(?) 85%；Avil-IFNAR1^?/?染LAT(+)仅36%、LAT(?) 48%存活；同基因型内LAT(+)/(?)无生存差。即神经元IFNAR1缺失降低存活率且独立于LAT有无。

感觉神经元IFNAR1缺失增加感染小鼠眼疾病：28天PI评CS与血管生成。Avil-IFNAR1^?/?+LAT(+)的CS与血管生成显著高于WT+LAT(+)，而LAT(?)感染时敲除与WT无差；WT内两病毒无差。提示LAT(+)在神经元I型IFN缺失背景下放大眼病理，可能与亚临床再激活有关。

感觉神经元IFNAR1缺失对HSV-1潜伏的影响：28天PI TG DNA示gB DNA在WT+LAT(+)显著高于WT+LAT(?)，但Avil-IFNAR1^?/?中LAT(+)/(?)及与WT+LAT(+)均无差，即敲除消除LAT对潜伏拷贝数的影响。LAT(+)感染下Avil-IFNAR1^?/?的LAT RNA拷贝极显著高于WT（P<0.0001），证实神经元I型IFN抑制LAT表达。

感觉神经元IFNAR1缺失增加T细胞耗竭但不补偿LAT效应：TG qRT-PCR示Avil-IFNAR1^?/?中IFNγ、PD-1、CD8α相对未感染基线均高于WT，且LAT(+)组高于LAT(?)组。即IFNAR1缺失加重耗竭，但未像IFNβ缺失那样补偿LAT(?)表型（LAT(+)与LAT(?)耗竭程度仍分两层）。

IFNAR1缺失对感染小鼠再激活的影响：28天PI TG外植再激活，WT与敲除染LAT(+)平均3.6 vs 3.5天（P=0.54），染LAT(?)4.4 vs 4.1天（P=0.46）；LAT(?)慢于LAT(+)为预期。神经元I型IFN缺失不改变再激活时序，暗示再激活受I型IFN外冗余通路（如IFNγ）调控。

讨论与结论浓缩

讨论指出，LAT为潜伏主转录本，抗凋亡并抑I型IFN；本研究显示感觉神经元删IFNAR1使LAT(?)潜伏gB升至LAT(+)水平，但LAT(+)下LAT RNA反升而gB DNA不变，与神经元Stat1敲除表型部分吻合（存活率高于Stat1敲除因仅删I型而非II/III型）。LAT(+)在Avil-IFNAR1^?/?中致CS/血管生成增加，首次在神经元I型IFN缺失情境下揭示LAT促眼病理；泪液毒价不变重申眼与TG复制解耦。T细胞耗竭标志升高且LAT(+)高于LAT(?)证明LAT与I型IFN并行调控耗竭。再激活时序不受神经元IFNAR1影响，支持再激活由多维免疫网络维持。

结论翻译：感觉神经元特异性IFNAR1缺失在急性感染期增强眼与TG病毒复制，在潜伏期提升LAT表达与T细胞耗竭标志并加剧LAT(+)驱动的眼疾病，但不改变潜伏病毒基因组拷贝数与外植再激活动力学。结果表明感觉神经元内在I型IFN信号是约束HSV-1眼致病性、调制LAT表达及潜伏免疫参数的关键，而再激活时序由其外冗余通路维持。