埃博拉病毒将IRF3隔离在病毒包涵体中以逃逸宿主抗病毒免疫

Ebola virus sequesters IRF3 in viral inclusion bodies to evade host antiviral immunity.

作者信息Lin Zhu, Jing Jin, Tingting Wang, Yong Hu, Hainan Liu, Ting Gao, Qincai Dong, Yanwen Jin, Ping Li, Zijing Liu, Yi Huang, Xuan Liu, Cheng Cao
PMID38285487
期刊Elife
发布时间2024-01-29
DOI10.7554/eLife.88122

实验完整度

包括trVLP感染、活病毒感染的细胞模型,结合免疫荧光、免疫共沉淀、PLA和报告基因实验,验证了IRF3隔离及IFN-β抑制的功能和机制。

主要模型

HepG2细胞 HEK293细胞 HeLa细胞及IRF3敲除HeLa细胞 EBOV trVLP感染模型和活EBOV感染模型

重点核对

EBOV trVLP感染及后续SeV或poly(I:C)刺激的时间点(如36小时和48小时) 感染复数(MOI)和刺激浓度(如poly(I:C) 5 μg/ml,SeV MOI=2) STING siRNA敲低处理 IRF3核质分布和磷酸化检测

摘要

病毒包涵体(IBs)常在埃博拉病毒(EBOV)感染细胞的复制过程中形成,但其在病毒免疫逃逸中的作用很少被探索。在此,我们发现当细胞被EBOV转录和复制能力病毒样颗粒(trVLPs)感染时,干扰素调节因子3(IRF3),而非TANK结合激酶1(TBK1)或IκB激酶ε(IKKε),被募集并隔离在病毒IBs中。核蛋白/病毒蛋白35(VP35)诱导的IBs形成对于IRF3的募集和隔离至关重要,可能是通过与STING的相互作用。因此,在I型干扰素(IFN-I)诱导中起重要作用TBK1和IRF3的结合被EBOV trVLPs感染阻断。此外,仙台病毒或poly(I:C)刺激诱导的IRF3磷酸化和核转位被EBOV trVLPs抑制。进一步地,STING的下调显著减弱了VP35诱导的IRF3在IBs中的积累。由形成IB样结构的病毒蛋白共表达比单独表达IFN-I拮抗剂VP35更能有效拮抗IFN-I。这些结果表明EBOV逃逸宿主先天免疫的一种新的免疫逃逸机制。

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
EBOV感染细胞中形成的病毒包涵体是否通过隔离IRF3来抑制I型干扰素产生,从而逃逸宿主抗病毒免疫?
核心机制
EBOV的VP35蛋白通过STING将IRF3募集并隔离到病毒包涵体中,使IRF3与上游激酶TBK1和IKKε空间分离,阻断IRF3磷酸化和核转位,从而抑制I型干扰素产生。
主要证据
在EBOV trVLP感染细胞中,IRF3而非TBK1或IKKε被隔离入包涵体;VP35和NP共表达形成包涵体并诱导IRF3隔离;STING敲低削弱该过程;IRF3隔离抑制SeV或poly(I:C)诱导的IFN-β及下游基因表达。
研究意义
揭示了EBOV逃逸宿主先天免疫的新机制,为埃博拉病毒病治疗提供了新思路。

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

EBOV trVLP感染与包涵体观察

建立模拟EBOV完整生命周期的trVLP感染模型并观察病毒包涵体的形成。

HepG2细胞感染EBOV trVLPs,通过透射电镜和免疫荧光检测包涵体和病毒颗粒。

2

IRF3隔离现象的检测

验证EBOV感染是否将IRF3募集并隔离到病毒包涵体中,并排除TBK1和IKKε。

通过免疫荧光共染IRF3/TBK1/IKKε与VP35,分析荧光强度分布,并用Western blot检测IRF3表达水平。

3

TBK1-IRF3结合及IRF3激活抑制验证

验证IRF3隔离是否阻断TBK1-IRF3结合以及IRF3磷酸化和核转位。

使用PLA检测TBK1-IRF3复合物;免疫共沉淀验证结合;用SeV或poly(I:C)刺激后检测IRF3磷酸化和核转位。

4

病毒蛋白诱发包涵体形成及IRF3隔离

确定哪些病毒蛋白参与包涵体形成并诱导IRF3隔离。

HepG2细胞分别转染NP/VP35、NP/VP35/L、NP/VP35/L/VP30、NP/VP35/L/VP30/VP24等组合,检测IRF3在包涵体中的分布。

5

STING在IRF3隔离中的作用

验证STING是否通过与VP35相互作用参与IRF3的隔离。

通过免疫共沉淀检测VP35与STING相互作用;免疫荧光观察STING在包涵体中的共定位;siRNA敲低STING后检测IRF3隔离减少。

6

IFN-β产生抑制及病毒复制影响

验证IRF3隔离对IFN-β表达和EBOV复制的影响。

用双荧光素酶报告基因和qRT-PCR检测IFN-β及下游基因(CXCL10、ISG15、ISG56)表达;在IRF3敲除细胞中检测EBOV trVLP和活病毒复制。

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
杜氏改良Eagle培养基Gibco--
最低必需培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
L-谷氨酰胺----
青霉素----
链霉素----
非必需氨基酸溶液Gibco--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
NP-40裂解液----
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
抗Flag M2亲和凝胶Sigma-AldrichF2426
抗c-Myc亲和凝胶Sigma-AldrichE6654
HRP偶联抗Flag抗体Sigma-AldrichA8592
HRP偶联抗c-Myc抗体Sigma-AldrichSAB4200742
HRP偶联抗β-肌动蛋白抗体Sigma-AldrichA3854
抗IRF3兔单克隆抗体Cell Signaling Technology11904
抗磷酸化IRF3 (Ser396)抗体Cell Signaling Technology29047
抗IRF3鼠单克隆抗体Cell Signaling Technology10949
CoraLite Plus 488偶联IRF3抗体ProteintechCL488-11312
抗TBK1抗体Abcamab40676
抗TBK1抗体Cell Signaling Technology38066
抗IKKε抗体Abcamab7891
抗STING抗体Proteintech19851-1-AP
抗STING抗体Biossbs-8335R
pRL-TK载体PromegaE2241
pGL3-Promoter载体YoubioVT1726
STING小干扰RNATsingke BiotechnologyGCACCUGUGUCCUGGAGUATT
对照小干扰RNATsingke BiotechnologyUUCUCCGAACGUGUCACGUTT
RNeasy Mini试剂盒QIAGEN--
ReverTra Ace qPCR RT Master Mix(含gDNA去除剂)TOYOBOFSQ-301
SYBR Green实时PCR预混液TOYOBOQPK-201
QuantStudio 6 Flex多色实时PCR检测系统Applied Biosystems--
Duolink原位PLA试剂Sigma-AldrichDUO92008
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1960
GloMax 20/20发光检测仪Promega--
含DAPI封片剂AbcamAb104139
透射电子显微镜H-7650Hitachi--
Immobilon Western化学发光HRP底物Millipore--
PageRuler Western标记物Thermo--
SPF鸡胚----

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
EBOV trVLP感染
HepG2细胞感染EBOV trVLPs的感染复数(MOI)及感染时间(36小时、48小时)
阅读提示:Results部分及图1-2图注
SeV或poly(I:C)刺激
SeV感染复数(MOI=2)及处理时间(12小时);poly(I:C)浓度(5 μg/ml)及处理时间(12小时)
阅读提示:图3-4图注
STING敲低
STING siRNA转染浓度(100 pmol)及转染后感染时间(6小时后感染36小时)
阅读提示:Materials and methods中的Gene silencing using siRNA和Results部分
IRF3磷酸化检测
HEK293细胞转染EBOV minigenome和Myc-IRF3后,SeV感染的时间及MOI
阅读提示:图3D图注
IFN-β报告基因实验
质粒转染量(NP、VP35、VP30、L的质量)及转染后SeV或poly(I:C)的处理
阅读提示:Materials and methods中的Luciferase reporter assay和Results部分