PD-1通过PI3K/AKT/FoxO1通路诱导自噬促进传染性法氏囊病病毒复制

PD-1 induces autophagy via the PI3K/AKT/FoxO1 pathway to promote infectious bursal disease virus replication.

作者信息Qiuyu Zhang, Feng Yue, Guopeng Sun, Liwei Jiang, Peng Li, Yanping Zhu, Zhike Liu, Yangzhao Zhu, Ruiyan Niu, Hua He, Zilong Sun, Xuannian Wang
PMID40692791
发布时间2025-07-07
DOI10.3389/fimmu.2025.1585012

实验完整度

包含体内动物感染模型、体外细胞实验(DT-40)、Co-IP、Western blot、ELD50、自噬检测及通路抑制剂/激活剂验证,多层次功能与机制验证。

主要模型

DT-40鸡淋巴样细胞系 SPF鸡体内感染模型 vvIBDV毒株LX

重点核对

IBDV感染DT-40细胞MOI=1 PD-1过表达(pEGFP-HA-PD-1)或敲低(siPD-1) 自噬调节:饥饿处理或3-MA(5mM)处理 PI3K/AKT通路抑制剂LY294002(10μM)和激活剂SC79(8μM) 检测VP2蛋白表达和IBDV滴度(ELD50)

摘要

Introduction: Autophagy is an important process in host cell responses to viral replication and spread, including those against infectious bursal disease virus (IBDV). Programmed death-1 (PD-1) is a known immunoinhibitory receptor, and its expression causes immune dysfunction in B lymphocytes, resulting in increased progression of immunosuppressive diseases. However, the role of PD-1 in autophagy during IBDV infection remains unclear.Methods: We investigated the mechanism by which chicken PD-1 regulates autophagy during IBDV infection.Results: IBDV infection enhanced PD-1 expression in chicken tissues and DT-40 cells. Subsequent interaction analyses revealed that PD-1 interacted only with the viral protein VP2 to enhance the IBDV replication in DT-40 cells. PD-1 overexpression significantly increased IBDV-induced autophagy, whereas silencing of PD-1 had the opposite effect in IBDV-infected DT-40 cells. Furthermore, PD-1 enhanced the activation of FoxO1 via the PI3K/AKT pathway. Finally, we demonstrated that autophagy is critical for role of PD-1 in regulating VP2 protein expression and IBDV titers.Discussion: These findings present a novel mechanism wherein PD-1 induces autophagy by activating the PI3K/AKT/FoxO1 pathway to facilitate IBDV replication, providing a new avenue in developing universal vaccine adjuvants for IBDV infection control.

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
鸡PD-1在IBDV感染过程中的作用及其对自噬和病毒复制的影响机制尚未明确,本研究旨在探讨PD-1是否通过PI3K/AKT/FoxO1通路诱导自噬以促进IBDV复制。
核心机制
PD-1通过与病毒蛋白VP2相互作用,抑制PI3K/AKT通路,进而激活FoxO1,诱导自噬,从而促进IBDV复制。
主要证据
IBDV感染上调PD-1表达;PD-1与VP2互作;PD-1过表达增强自噬和病毒复制,敲低则抑制;PD-1抑制PI3K/AKT磷酸化并降低p-FoxO1水平;SC79或LY294002处理及FoxO1敲低影响自噬和病毒复制。
研究意义
揭示了PD-1通过PI3K/AKT/FoxO1通路诱导自噬促进IBDV复制的新机制,为开发针对IBDV的通用疫苗佐剂提供了新方向。

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

体内外检测PD-1表达

验证IBDV感染是否影响PD-1表达

感染SPF鸡和DT-40细胞,检测PD-1 mRNA和蛋白水平,并用免疫荧光观察组织分布。

2

筛选病毒蛋白对PD-1的影响

确定IBDV哪些蛋白上调PD-1表达

将IBDV VP1-VP5分别克隆至pXJ40-myc载体,转染DT-40细胞后检测PD-1蛋白水平。

3

验证PD-1与VP2的相互作用

探究PD-1是否与病毒蛋白VP2直接结合

共转染PD-1和VP2标签质粒,进行Co-IP和免疫荧光共定位,并检测PD-1对VP2蛋白表达的影响。

4

检测PD-1对IBDV复制的影响

评估PD-1在IBDV复制中的作用

过表达或敲低PD-1后感染IBDV,检测VP2表达和病毒滴度。

5

分析PD-1对自噬的影响

研究PD-1是否调节自噬

过表达或敲低PD-1,结合饥饿、3-MA处理,检测自噬标志蛋白LC3-II、ATG5、p62。

6

验证IBDV感染诱导自噬

确认IBDV感染对自噬的影响

感染IBDV后检测自噬标志蛋白。

7

验证PD-1对IBDV诱导自噬的调节

探究PD-1在IBDV诱导自噬中的作用

过表达或敲低PD-1后感染IBDV,检测自噬蛋白和自噬流。

8

检测PD-1对PI3K/AKT通路的影响

研究PD-1是否抑制PI3K/AKT通路

过表达或敲低PD-1,检测p-PI3K和p-AKT水平,并使用抑制剂和激活剂处理。

9

验证PD-1对FoxO1激活的影响

考察PD-1是否影响FoxO1磷酸化

过表达或敲低PD-1,结合FoxO1共转染,检测p-FoxO1水平。

10

验证PD-1通过PI3K/AKT/FoxO1通路诱导自噬

确认PD-1诱导自噬依赖于PI3K/AKT/FoxO1通路

使用SC79或LY294002预处理,结合PD-1过表达或敲低及FoxO1敲低,检测自噬蛋白。

11

验证PD-1通过PI3K/AKT/FoxO1通路促进IBDV复制

确认该通路在PD-1促进IBDV复制中的必要性

使用通路抑制剂/激活剂处理,结合PD-1过表达或敲低,检测VP2表达和病毒滴度。

12

验证自噬对PD-1促进IBDV复制的作用

评估自噬在PD-1介导的病毒复制中的作用

通过饥饿或3-MA处理调节自噬,结合PD-1过表达,检测VP2和病毒滴度。

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----
胎牛血清----
鸡血清----
抗HA小鼠单克隆抗体Sangon BiotechD191044
抗Myc兔多克隆抗体Sangon BiotechD110006
抗β-actin抗体AbmartT40104S
抗Myc抗体AbmartM20002
抗LC3B抗体AbmartT55026
抗VP2抗体AbmartM032148S
抗ATG5抗体AbmartT55766
抗磷酸化PI3K抗体AbmartTA4371
抗PI3K抗体AbmartTA5121
抗p62抗体AbmartP76367R1S
抗磷酸化AKT抗体AbmartTA0016
抗AKT抗体AbmartPA1036
辣根过氧化物酶标记抗小鼠/兔IgGAbmart--
抗FoxO1抗体Biossbs-9439R
抗磷酸化FoxO1抗体Biossbs-3142R
抗鸡PD-1小鼠单克隆抗体----
NP-40裂解液BeyotimeP0013F
抗HA磁珠BeyotimeP2121
LY294002MedChemExpressHY-10108
3-甲基腺嘌呤MedChemExpressHY-19312
SC79MedChemExpressHY-18749
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
GE Amersham Imager 600成像系统GE--
DAPI----
Eclipse C2激光共聚焦扫描显微镜Nikon--

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
细胞培养与病毒感染
DT-40细胞使用DMEM+10%FBS+5%鸡血清,37℃和5%CO2。vvIBDV株LX,MOI=1。
阅读提示:Methods 2.1, 2.3
动物感染
3周龄SPF鸡,每只感染200μL 10^5 ELD50 IBDV或PBS,3天后取材。
阅读提示:Methods 2.3
质粒转染
使用Lipofectamine 2000转染2μg质粒,siRNA使用Lipofectamine RNAiMAX,24小时后感染。
阅读提示:Methods 2.5, 2.6
蛋白检测
Western blot中使用特异性抗体,稀释比例如anti-HA 1:3000/1:800等。
阅读提示:Methods 2.2, 2.7
病毒滴度测定
使用ELD50测定,将上清稀释后接种9日龄SPF鸡胚,7天后计算。
阅读提示:Methods 2.9