白斑综合征病毒通过wsv406靶向BiP调节未折叠蛋白反应以促进病毒复制

Modulation of the unfolded protein response by white spot syndrome virus via wsv406 targeting BiP to facilitate viral replication.

作者信息Shihan Chen, Qiqi Zhong, Xuzheng Liao, Haiyang Wang, Bang Xiao, Jianguo He, Chaozheng Li
PMID39490792
期刊Virol Sin
发布时间2024-12
DOI10.1016/j.virs.2024.10.005

实验完整度

包含蛋白互作验证(pull-down、Co-IP、质谱)、细胞定位(免疫荧光)、功能验证(ATPase活性、RNAi敲低、存活率、病毒载量)及UPR通路分析(eIF2α磷酸化、ATF6核转位、XBP1剪接),证据层级丰富。

主要模型

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) WSSV感染模型 果蝇S2细胞系 对虾血细胞和鳃组织

重点核对

wsv406与LvBiP的相互作用通过pull-down、Co-IP和免疫荧光验证 wsv406对LvBiP ATPase活性的抑制效果 RNAi敲低wsv406或LvBiP后WSSV复制和存活率的变化 wsv406对eIF2α磷酸化和ATF6核转位的影响

摘要

疾病暴发通常与环境应激有关,环境应激可导致内质网应激,进而触发未折叠蛋白反应(UPR)。对虾养殖中最严重的病原体——白斑综合征病毒(WSSV)的复制已被证明依赖于UPR信号通路,但其详细机制仍知之甚少。在本研究中,我们发现WSSV通过病毒蛋白wsv406劫持UPR通路来增强其复制。我们的分析显示,在受感染对虾的血细胞和鳃中wsv406显著上调。质谱分析鉴定出wsv406与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)中的免疫球蛋白重链结合蛋白(BiP)特异性相互作用。进一步研究表明,wsv406与LvBiP的多个结构域结合,抑制其ATP酶活性,但不会破坏其与UPR应激受体的结合。沉默wsv406或LvBiP均导致WSSV复制减少,并提高对虾的存活率。此外,通过wsv406沉默时eIF2α磷酸化降低和ATF6核转位减少,证明了wsv406激活PRKR样内质网激酶(PERK)-真核翻译起始因子2α(eIF2α)和激活转录因子6(ATF6)通路。这种激活促进了WSSV基因的转录,从而促进病毒复制。总之,这些发现揭示wsv406通过靶向LvBiP操纵宿主UPR,从而通过PERK-eIF2α和ATF6通路增强WSSV复制。这些对WSSV与宿主细胞机制相互作用的见解为开发控制对虾养殖中WSSV暴发的治疗干预措施提供了潜在靶点。

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
WSSV如何通过劫持宿主UPR通路来促进自身复制?
核心机制
WSSV病毒蛋白wsv406靶向宿主分子伴侣LvBiP,抑制其ATPase活性,激活PERK-eIF2α和ATF6通路,促进病毒基因转录和复制。
主要证据
通过pull-down、质谱和Co-IP证实wsv406与LvBiP相互作用;ATPase实验显示wsv406抑制LvBiP活性;RNAi敲低wsv406或LvBiP降低病毒载量和VP28水平,提高存活率;敲低wsv406降低eIF2α磷酸化和ATF6核转位,并下调ATF4和ATF6调控的病毒基因表达。
研究意义
揭示WSSV通过靶向BiP操纵UPR的分子机制,为开发针对WSSV暴发的治疗干预提供潜在靶点。

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

WSSV感染后wsv406表达分析

检测wsv406在感染对虾不同组织中的表达动态

取WSSV感染后不同时间点的血细胞、鳃、肝胰腺和肠道,提取RNA,通过qRT-PCR检测wsv406表达。

2

wsv406互作蛋白鉴定

鉴定与wsv406相互作用的宿主蛋白

纯化wsv406-MBP重组蛋白,与对虾血细胞裂解液孵育,进行MBP pull-down,随后SDS-PAGE和质谱鉴定。

3

wsv406与LvBiP相互作用验证

验证wsv406与LvBiP的相互作用及结合结构域

在果蝇S2细胞中共表达wsv406-HA与LvBiP-V5或LvBiP截短突变体,进行Co-IP;同时进行MBP pull-down和免疫荧光共定位实验。

4

wsv406对LvBiP ATPase活性的影响

检测wsv406是否影响LvBiP的ATPase活性

将BiP-GST与wsv406-MBP或MBP共孵育,加入ATP,检测ATP水解量。

5

RNAi敲低wsv406或LvBiP对WSSV复制的影响

评估wsv406和LvBiP在WSSV感染中的作用

注射dsRNA敲低wsv406或LvBiP,随后感染WSSV,检测病毒拷贝数、VP28表达和存活率。

6

wsv406对UPR通路的影响

研究wsv406对PERK-eIF2α、ATF6和IRE1-XBP1通路的影响

敲低wsv406后,通过Western blot检测eIF2α磷酸化水平,免疫荧光检测ATF4和ATF6核转位,qRT-PCR检测ATF4和ATF6调控的病毒基因表达,通过DdeI酶切检测XBP1剪接。

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
pAc5.1-HA载体----
pAc5.1-V5载体InvitrogenV4110-20
pMAL-c2x载体New England BiolabsN8076S
pET-32a (+)载体Merck Millipore69015-3
pGEX-4T-1载体MiaoLingpGEX-4T-1
IP裂解液BeyotimeP0013
蛋白酶抑制剂混合物CWBioCW2200S
抗V5亲和凝胶珠SigmaA7345
抗GFP磁珠Smart-lifesciencesSM038001
兔抗V5抗体Merck MilliporeAB379
兔抗GFP抗体SigmaG1544
兔抗HA抗体CST3724S
抗兔IgG HRP偶联物PromegaW4011
大肠杆菌Rosetta菌株TransGen BiotechCD801-02
直链淀粉树脂Smart-lifesciencesSA077025
Ni-NTA琼脂糖Yeasen20502ES50
谷胱甘肽树脂GenScriptL00206-50
BCA蛋白定量试剂盒Fdbio scienceFD2001
小鼠抗GST抗体AbbkineABT2030
小鼠抗His抗体AbbkineABT2050
小鼠抗MBP抗体AbbkineABT2070
T7 RiboMAX Express RNAi系统试剂盒PromegaP1700
FuGENE HD转染试剂PromegaE2311
山羊血清BOSTERAR0009
兔抗V5抗体AbclonalAE089
小鼠抗钙联蛋白抗体Proteintech66903-1
Hoechst 33258BeyotimeC1018
共聚焦显微镜LeicaStellaris 5
兔抗ATF4抗体Biossbs-1531R
兔抗ATF6抗体Biossbs-1634R
小鼠抗β-肌动蛋白抗体SigmaA1978
ATP检测试剂盒BeyotimeS0026
兔抗eIF2α抗体CST9722S
兔抗磷酸化eIF2α抗体CST3398S
兔抗VP28抗体Genecreate--
基因组DNA提取试剂盒GenstarD111-01
DdeI限制性内切酶Takara1248A

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
WSSV感染
WSSV毒株(中国株)、感染剂量、注射体积、注射部位
阅读提示:Materials and methods, 2.1 Shrimp and WSSV
质粒构建
载体、标签、克隆位点、引物序列
阅读提示:Materials and methods, 2.2 Plasmid construction
蛋白互作实验
细胞系(S2)、转染试剂、孵育时间、抗体
阅读提示:Materials and methods, 2.3 Co-immunoprecipitation and Western blot
ATPase活性检测
蛋白浓度、ATP浓度、反应时间、温度
阅读提示:Materials and methods, 2.9 ATPase assays
RNAi敲低
dsRNA剂量、注射方式、敲低效率验证
阅读提示:Materials and methods, 2.7 Double-stranded RNA (dsRNA) synthesis; 2.11 WSSV challenge experiments
UPR通路分析
检测时间点、组织、抗体(eIF2α, p-eIF2α, ATF4, ATF6)、XBP1剪接检测方法
阅读提示:Materials and methods, 2.10 Phosphorylation assays; 2.12 XBP1 mRNA splicing assay