布尼亚病毒SFTSV利用自噬流进行病毒组装和释放

Bunyavirus SFTSV exploits autophagic flux for viral assembly and egress.

作者信息Jia-Min Yan, Wen-Kang Zhang, Li-Na Yan, Yong-Jun Jiao, Chuan-Min Zhou, Xue-Jie Yu
PMID34747299
期刊Autophagy
发布时间2022-07
DOI10.1080/15548627.2021.1994296

实验完整度

包含体外细胞感染模型、自噬基因敲除细胞、小鼠模型和免疫电镜等,涵盖自噬诱导、功能验证及机制研究。

主要模型

Vero细胞 HeLa细胞 MEF细胞 C57BL/6J小鼠

重点核对

SFTSV感染剂量(MOI 5或1) 自噬相关基因敲除细胞系(RB1CC1、BECN1、ATG5、ATG7、ATG16L1、STX17、VAMP7) 药物处理(CQ、Baf-A1、3-MA、E64d/pepstatin)浓度及时间 病毒滴度检测(TCID50)和RT-qPCR检测 免疫荧光共定位分析

摘要

严重发热伴血小板减少综合征病毒(SFTSV)是一种新出现的负链包膜RNA布尼亚病毒,引起SFTS,病死率高达30%。巨自噬/自噬是一个进化上保守的过程,参与维持宿主稳态,在不同病毒挑战下表现出抗病毒或促病毒反应。然而,布尼亚病毒SFTSV与自噬过程之间的相互作用仍 largely 不清楚。通过建立多种自噬缺陷细胞系,我们发现SFTSV触发了依赖RB1CC1/FIP200-BECN1-ATG5的经典自噬流。SFTSV核蛋白通过破坏BECN1-BCL2结合诱导BECN1依赖性自噬。重要的是,SFTSV利用自噬进行病毒生命周期,不仅在源自ERGIC和高尔基复合体的自噬体中组装,还利用自噬囊泡进行胞吐。综上所述,我们的结果表明一种新的病毒-自噬相互作用模型,其中布尼亚病毒SFTSV诱导经典自噬流用于病毒组装和释放过程,提示自噬抑制可能是治疗或缓解SFTS的新疗法。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SFTSV感染如何与细胞自噬过程相互作用,以及自噬是否影响SFTSV的生命周期。
核心机制
SFTSV核蛋白(NP)通过破坏BECN1与BCL2的相互作用,诱导RB1CC1-BECN1-ATG5依赖的经典自噬流,SFTSV利用自噬体作为组装平台,并通过自噬溶酶体途径进行病毒释放。
主要证据
在Vero、HeLa细胞和小鼠脾脏中观察到SFTSV诱导自噬;自噬基因敲除细胞中病毒复制减少;免疫共沉淀和免疫荧光显示NP与BECN1相互作用并破坏BECN1-BCL2结合;免疫电镜和共定位分析显示病毒颗粒定位在自噬体和自噬溶酶体中。
研究意义
揭示SFTSV利用自噬促进病毒组装和释放的新机制,为通过自噬途径治疗SFTS提供新思路。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证SFTSV感染诱导自噬

确定SFTSV感染是否引起细胞自噬。

在Vero和HeLa细胞中感染SFTSV,通过Western blot检测LC3-II水平,免疫荧光检测LC3 puncta,透射电镜观察自噬泡,并在小鼠脾脏中检测LC3。

2

确认SFTSV诱导完全自噬流

验证SFTSV诱导的自噬是完整的自噬流。

使用自噬抑制剂CQ和Baf-A1处理,检测LC3-II累积;利用mCherry-GFP-LC3报告基因检测自噬流;通过免疫荧光检测LC3与LAMP1共定位。

3

验证自噬对SFTSV复制的影响

确定自噬是否影响SFTSV病毒复制。

使用自噬抑制剂3-MA处理细胞,以及多种自噬基因敲除细胞(RB1CC1、BECN1、ATG5、ATG7、ATG16L1),检测细胞内和细胞外病毒RNA水平和病毒滴度。

4

探究SFTSV NP诱导自噬的机制

明确SFTSV核蛋白(NP)如何诱导自噬。

过表达NP,检测LC3-II水平;在BECN1敲除细胞中检测NP诱导的自噬;通过免疫共沉淀和免疫荧光检测NP与BECN1的相互作用,并绘制BECN1截短突变体以确定结合域;检测NP对BECN1-BCL2相互作用的影响。

5

验证自噬体作为SFTSV组装平台

确定SFTSV是否在自噬体中组装。

纯化SFTSV颗粒,检测病毒颗粒中自噬相关蛋白(LC3-II、BECN1、ATG14等)和细胞器标志物(LMAN1、GOLGA2、TGOLN2等);通过免疫荧光和免疫电镜观察病毒与LC3的共定位。

6

验证自噬溶酶体介导SFTSV释放

确定SFTSV是否通过自噬溶酶体途径释放。

在STX17和VAMP7敲除细胞中检测病毒滴度;检测溶酶体蛋白酶活性(CTSB、CTSD)和pH;通过免疫荧光和免疫电镜观察病毒与LAMP1的共定位。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Thermo Fisher11,965,092
胎牛血清----
聚乙二醇8000Abcamab100538
抗LC3B抗体Cell Signaling Technology3868S
抗MTOR抗体Cell Signaling Technology2983S
抗磷酸化MTOR-Ser2448抗体Cell Signaling Technology5536S
抗ULK1抗体Cell Signaling Technology8054S
抗磷酸化ULK1-Ser757抗体Cell Signaling Technology14202S
抗RB1CC1抗体Cell Signaling Technology12436S
抗ATG101抗体Cell Signaling Technology13492S
抗BECN1抗体Cell Signaling Technology3495S
抗ATG5抗体Cell Signaling Technology12994S
抗ATG7抗体Cell Signaling Technology8558S
抗ATG16L1抗体Cell Signaling Technology8089S
抗RAB5A抗体Cell Signaling Technology3547S
抗SQSTM1抗体Proteintech18,420-1-AP
抗LAMP1抗体Proteintech65,051-1-Ig
抗CANX抗体Proteintech10,427-2-AP
抗LMAN1抗体Proteintech13,364-1-AP
抗GOLGA2抗体Proteintech11,308-1-AP
抗TGOLN2抗体Proteintech13,573-1-AP
抗RAB7A抗体Proteintech55,469-1-AP
抗STX17抗体Proteintech17,815-1-AP
抗VAMP7抗体Proteintech22,268-1-AP
抗PIK3C3抗体Proteintech12,452-1-AP
抗BCL2抗体Proteintech60,178-1-Ig
抗Flag标签抗体Proteintech80,010-1-RR
抗LAMP1抗体Affinity BiosciencesDF7033
抗磷酸化BECN1抗体Affinity BiosciencesAF7386
抗HA标签抗体Affinity BiosciencesT0008
抗CTSD抗体Abbkine Scientific CorporationABP50871
抗CTSB抗体Abbkine Scientific CorporationABP50870
抗ACTB抗体Santa Cruz Biotechnologysc-8432
Alexa Fluor 488山羊抗小鼠IgG, IgM (H+L)Thermo FisherA-10680
Alexa Fluor 568山羊抗小鼠IgG (H+L)Thermo FisherA-11004
Alexa Fluor 647山羊抗人IgG (H+L)Thermo FisherA-21445
Alexa Fluor 594山羊抗人IgGBIOSSbs-0297 G-AF594
Alexa Fluor 594山羊抗兔IgGBIOSSbs-0295 G-AF594
Alexa Fluor 488山羊抗兔IgGBIOSSbs-0295 G-AF488
辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgGServicebioG1214
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGServicebioG1213
辣根过氧化物酶标记的山羊抗人IgGBIOSSbs-0297 G-HRP
氯喹Sigma AldrichC6628
3-甲基腺嘌呤MedChemExpressHY-19312
巴弗洛霉素A1MeilunbioMB5505-L
厄尔平衡盐溶液Thermo Fisher24,010,043
LysoSensor绿色DND-189Yeasen40767ES50
Hieff Trans脂质体转染试剂Yeasen40808ES02
RNA提取试剂盒ServicebioG3013
TRIzol LS试剂Thermo Fisher10,296,010
Hiscript III逆转录酶VazymeR333-01
ChamQ SYBR Color qPCR预混液VazymeQ411-02
CFX96 touch系统BIO-RAD--
曲拉通X-100SolarbioT8200
磷酸盐缓冲液SolarbioP1010
牛血清白蛋白SolarbioA8020
DAPIBeyotimeC1005
SDS上样缓冲液ServicebioG2013
PVDF膜Cytiva10,600,021
Tris缓冲盐溶液SolarbioT1080
吐温20SolarbioT8220
增强化学发光试剂盒Thermo Fisher32,132
Amersham Imager 600成像系统GE Healthcare--
免疫沉淀裂解缓冲液ServicebioG2038
蛋白A/G琼脂糖BeyotimeP2055
蛋白A柱GenscriptL00464
Superdex 200柱Cytiva28,989,335
环氧树脂Sigma Aldrich45,345-250ML-F
EGFP-LC3质粒Addgene11,546
pmCherry-C1-EGFP-LC3B质粒Bioworld TechnologyPPL00191-2d

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
病毒感染
SFTSV感染剂量(MOI)、感染时间、细胞系
阅读提示:Materials and methods: Viruses and cells; Figure legends 1, 2, 3, 5, 6
自噬诱导检测
LC3-II蛋白水平检测时间点、LC3 puncta计数数量(至少20个细胞)、电镜处理条件
阅读提示:Results section 'Autophagy is induced under SFTSV infection', Figure 1, Figure S1
自噬流评估
CQ和Baf-A1浓度及处理时间、mCherry-GFP-LC3转染时间、EBSS处理时间
阅读提示:Results section 'SFTSV-induced autophagy is a complete process', Figure 2
自噬基因敲除验证
具体敲除细胞系(RB1CC1 KO HeLa等)、感染MOI和持续时间、病毒滴度检测方法(TCID50)及RT-qPCR引物
阅读提示:Results section 'Autophagy is essential for the replication of SFTSV', Figure 3, Figure S3
蛋白互作验证
NP过表达质粒、转染时间、免疫共沉淀抗体(抗BECN1、抗HA)、BECN1截短突变体信息
阅读提示:Results section 'SFTSV NP triggers BECN1-dependent autophagy', Figure 4, Figure S4
病毒组装与释放验证
SFTSV纯化方法(PEG8000)、感染时间(5天)、免疫电镜标记方法(金颗粒大小)、STX17/VAMP7敲除细胞
阅读提示:Results sections 'The autophagosome serves as SFTSV assembly platform' and 'Autophagic vacuoles is exploited by SFTSV for exocytosis', Figures 5 and 6