抗病毒防御中的双刃剑:ATG7结合Dicer促进病毒复制

A double-edged sword in antiviral defence: ATG7 binding dicer to promote virus replication.

作者信息Yaotang Wu, Yang Wu, Chenlu Wang, Ningna Xiong, Wenxin Ji, Mei Fu, Junpeng Zhu, Zhixin Li, Jian Lin, Qian Yang
PMID39985575
发布时间2025-02-22
DOI10.1007/s00018-025-05603-1

实验完整度

包含细胞感染模型、过表达/敲低、自噬药物处理、Co-IP、分子对接、小RNA测序及多病毒验证。

主要模型

DF-1细胞 MDCK细胞 HEK-293T细胞 SPF鸡(单细胞分析)

重点核对

AIV-H9N2感染DF-1细胞,MOI 0.1,处理时间6-48小时 RAPA 100 nM和CQ 100 µM处理DF-1细胞4小时 ATG7过表达和敲低对病毒滴度和Dicer表达的影响 ATG7 D684位点突变对Dicer表达的影响 IBDV (MOI 1)和IBV (MOI 5)感染DF-1细胞的时间点

摘要

RNA干扰(RNAi)和自噬是调控病毒复制的两个关键生物学过程。本研究探讨了自噬与RNAi在控制流感病毒复制中的复杂关系。首先,我们报道了流感病毒(H9N2)感染增加病毒载量和自噬标志物的表达,同时抑制RNAi通路。随后,使用自噬增强剂和抑制剂处理的研究证实,禽流感病毒(AIV, H9N2)通过增强自噬通路促进病毒复制。进一步分析揭示,自噬蛋白ATG7可以与dicer相互作用,影响其抗病毒功能。最后,我们发现其他禽RNA病毒(包括传染性法氏囊病病毒(IBDV)和传染性支气管炎病毒(IBV))的感染诱导ATG7上调,从而阻断RNAi通路以促进病毒复制。我们的研究结果表明,病毒感染可能触发自噬上调和RNAi通路下调,揭示了这两种生物过程在防御病毒复制中的复杂相互作用。

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
自噬和RNAi在禽流感病毒复制中的相互作用机制是什么?
核心机制
病毒感染诱导自噬,ATG7蛋白通过其D684位点直接与Dicer蛋白结合,抑制Dicer的表达和功能,降低vsiRNA的产生,从而抑制RNAi抗病毒通路,促进病毒复制。
主要证据
DF-1细胞感染AIV-H9N2后ATG7上调、Dicer下调;Co-IP证实ATG7与Dicer相互作用;分子对接和突变实验确定D684关键位点;小RNA测序显示ATG7过表达减少vsiRNA,敲低增加vsiRNA;IBDV和IBV感染也呈现类似趋势。
研究意义
首次揭示ATG7-Dicer相互作用在禽RNA病毒复制中的关键作用,提出ATG7可作为抗病毒治疗的潜在靶点,为开发增强抗病毒RNAi而不干扰自噬的抑制剂提供理论基础。

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

AIV-H9N2感染对自噬和RNAi通路的影响

验证AIV-H9N2感染是否同时影响自噬和RNAi通路。

用不同MOI(0.01, 0.1, 1)和不同时间点(6-48小时)感染DF-1细胞,通过IFA、空斑实验、Western blotting和RT-qPCR检测病毒载量、自噬标志物(LC3II/I比值、P62)和RNAi蛋白(Dicer)的表达。

2

自噬和RNAi对病毒复制的影响

确定自噬和RNAi是否影响AIV-H9N2复制。

通过过表达或敲低Dicer,以及使用自噬增强剂RAPA和抑制剂CQ处理DF-1细胞,检测病毒滴度和蛋白表达。

3

筛选与Dicer相互作用的自噬相关蛋白

确定哪个自噬相关蛋白介导Dicer抑制。

检测12个自噬相关基因的表达,选择差异表达基因构建过表达质粒,通过Western blotting检测对Dicer的影响。

4

验证ATG7与Dicer的直接相互作用及关键位点

证实ATG7与Dicer直接结合以及关键氨基酸位点。

通过Co-IP验证内源和外源相互作用,分子对接预测结合位点,构建ATG7突变体(ΔS399, ΔN484, ΔR451, ΔK673, ΔD684),检测对Dicer表达的影响。

5

ATG7对Dicer产生小RNA的影响

评估ATG7对Dicer产生vsiRNA和miRNA的影响。

通过小RNA测序分析ATG7过表达和敲低组中miRNA和vsiRNA的变化,并进行KEGG分析。

6

验证其他禽RNA病毒中的普遍性

检验ATG7抑制Dicer是否也发生在其他禽RNA病毒感染。

用IBDV和IBV感染DF-1细胞,检测ATG7和Dicer表达;过表达ATG7后检测病毒载量。

7

单细胞转录组数据分析

在体内验证IBDV感染对ATG7和Dicer表达的影响。

分析GEO GSE167377单细胞数据,比较IBDV感染和对照鸡法氏囊细胞亚群中ATG7和Dicer的表达。

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
兔抗AIV H9N2 HA抗体Sino Biological1:500
小鼠单克隆抗AIV NS1抗体GeneTex1:500
兔多克隆抗Dicer抗体Bioworld1:500
兔多克隆抗Ago2抗体Bioworld1:1000
兔抗SQSTM1/P62抗体YEASEN1:500
兔抗LC3B抗体Abways TECHNOLOGY1:500
小鼠单克隆抗GAPDH HRP抗体Bioworld1:5000
兔多克隆抗His抗体YEASEN1:500
兔抗ATG7抗体Abways1:1000
兔多克隆抗NDP52抗体AiFang Biological1:500
兔抗HIF1A抗体Abways1:500
小鼠单克隆抗His抗体YEASEN1:2000
小鼠单克隆抗Flag抗体YEASEN1:1000
兔多克隆抗Flag抗体YEASEN1:1000
小鼠单克隆抗IBV抗体HyTest1:500
山羊抗小鼠/兔IgG (H&L)-HRP二抗Bioworld1:10000
山羊抗小鼠/兔IgG H&L AF594二抗Bioss1:1000
雷帕霉素Solarbio--
氯喹Solarbio--
TPCK处理的胰蛋白酶Sigma2
含DAPI的Fluoroshield™封片剂Sigma1:1000
DMEM高糖培养基Bio-Channel--
胎牛血清ExCell Bio--
RPMI 1640培养基Gibco™--
青霉素-链霉素溶液Bio-Channel100
磷酸盐缓冲液Solarbio--
DMEM 2×高糖培养基Livninglvn1001-8
低熔点琼脂糖SolarbioA8350
TRIzol™试剂Invitrogen--
HiScript II Q Select RT SuperMix qPCR反转录预混液Vazyme--
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme--
7500 fast实时荧光定量PCR系统文中未明确说明--
pcDNA3.1-3×Flag-C载体YouBioVT9221
pcDNA3.1(+)/myc-HisB载体YouBioVT1024
2 × Taq Plus Master Mix II Dye Plus试剂VazymeP211
2×Taq Plus Master Mix IIVazymeP213
BamH I限制酶文中未明确说明--
Hind III限制酶文中未明确说明--
凝胶回收试剂盒OMEGAD2500
T4 DNA连接酶ATG Biotechnology Co., Ltd.M101–40000
QuickCut™ Hind III限制酶TAKARA1615
QuickCut™ BamH I限制酶TAKARA1605
ClonExpress II一步克隆试剂盒VazymeC112
QuickCut™ Xho I限制酶TAKARA1635
Hieff Trans™脂质体转染试剂YEASEN--
Lipofectamine® 2000转染试剂Invitrogen--
细胞计数试剂盒-8Sangon Biotech--
RIPA裂解液Epizyme Biotech--
PMSF蛋白酶抑制剂Solario--
BCA蛋白定量试剂盒Epizyme Biotech--
PVDF膜Epizyme Biotech--
牛血清白蛋白Sigma--
TBST缓冲液Solario--
超敏ECL化学发光试剂盒Sangon Biotech--
Protein A/G磁珠文中未明确说明--
Triton X-100Sangon Biotech--
共聚焦激光显微镜Zeiss--
Discovery Studio软件----
PyMOL软件----
Ligplot软件----
ImageJ软件----
GraphPad Prism 10软件----

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
病毒感染MOI和时间点
阅读提示:见 Methods 病毒感染实验 和 图1-7 图注
自噬药物处理
RAPA和CQ的浓度及处理时间
阅读提示:见 Methods RAPA和CQ处理 和 图2-3 图注
质粒转染
质粒浓度和转染试剂
阅读提示:见 Methods 细胞转染和处理 和 图2-5 图注
蛋白质相互作用验证
Co-IP实验条件和抗体
阅读提示:见 Methods Western blotting和免疫共沉淀 和 图4 图注
小RNA测序
样品处理和测序分析方法
阅读提示:见 Methods 转录组测序和病毒来源小RNA分析 和 图6 图注
单细胞分析
数据来源和分组
阅读提示:见 Methods 单细胞分析 和 图7E-G 图注