鸡马立克氏病病毒调控DNA受体信号通路逃避宿主天然免疫反应的分子机制

摘要

疱疹病毒广泛存在于自然界中，人类和动物的多种疾病都与疱疹病毒有关。鸡马立克氏病病毒(MDV)作为鸡疱疹病毒的一个典型代表能够引起鸡严重的肿瘤性疾病，不仅给全球养禽业造成严重的经济损失，而且鸡马立克氏病(MD)也对研究疱疹病毒诱发的肿瘤疾病的机制具有很大的意义。MD淋巴瘤与如Epstein-Barr病毒等人的疱疹病毒诱导的淋巴瘤在生物学特征方面有很多的相似性。尽管在过去的40年MD已通过疫苗得到了有效的控制。但MDV毒力的不断进化对这种疾病的控制带来了新的挑战。 疱疹病毒逃避宿主的天然免疫反应是其在宿主成功建立感染、潜伏以及终生持久性感染的必要条件。当宿主模式识别受体识别保守的病原体相关分子模式并触发Ⅰ型干扰素(IFNs)和其他抗病毒因子的产生时，天然免疫反应就会启动。除了Toll样受体、RIG-Ⅰ样受体和NOD样受体外，最近还发现了几种细胞质DNA识别受体。在众多的DNA识别受体中，cGAS被认为是存在于所有不同类型细胞中的最重要的DNA识别受体。最近的研究表明，cGAS介导的DNA识别通路在Ⅰ型干扰素抗人类疱疹病毒反应中起着重要的作用。此外，许多病毒蛋白通过调节这一信号通路抑制Ⅰ型干扰素的产生。但天然免疫在鸡体内控制MDV感染过程中所起的作用却知之甚少。因此，研究MDV与宿主之间的相互作用不仅对阐明MDV致瘤的机制有重要的意义，也有助于发展更有效的防控MDV策略。 本研究发现cGAS-STING DNA受体信号通路在MDV感染诱导IFN-β的过程中起着关键作用。MDV在病毒感染过程中同样可以拮抗宿主cGAS-STING介导的天然免疫反应。我们筛选了所有MDV ORFs中具有抑制cGAS-STING信号通路功能的MDV蛋白，成功鉴定出5个(包括Meq、RLORF4、US3、UL46、VP23)能够通过调控cGAS-STING通路抑制宿主IFN-β产生的MDV蛋白。为进一步研究MDV逃避宿主天然免疫的机制奠定了基础。 我们发现MDV直接致瘤蛋白Meq通过靶向STING分子阻止其对TBK1和IRF7的招募，从而抑制IRF7的活化以及IFN-β的表达。过表达Meq可以显著减弱由病毒DNA诱导的抗病毒天然免疫反应。相反，敲低Meq能够显著提高MDV诱导IFN-β及其下游抗病毒因子产生的水平。另外，我们发现缺失Meq的MDV在体内外诱导宿主产生IFN-β的水平显著高于野生型MDV。并且，缺失Meq的MDV诱导宿主CD8+T细胞反应也显著强于野生型MDV。与之相对应，缺失Meq的MDV的复制能力和致瘤能力都明显低于野生型MDV。以上结果表明MDV通过Meq靶向STING拮抗宿主的天然免疫反应对MDV在体内的复制和诱导肿瘤的发生至关重要。本研究进一步提高了我们对病毒与宿主之间相互作用在MDV诱导的淋巴瘤发生过程中所发挥作用的认识。 本研究还报道了MDV的另一个与毒力直接相关的蛋白RLORF4抑制宿主DNA识别受体通路的机制。同样过表达RLORF4能够阻断cGAS-STING介导的IFN-β的产生。RLORF4通过与NF-κB通路中p65和p50的RHD同源结构域结合抑制NF-κκB的转录活性。此外，RLORF4也能抑制TNF-α诱导的p65和p50的入核。同样缺失RLORF4的MDV在体内外诱导IFN-β反应以及引起宿主细胞免疫的反应的能力也显著增强，并且在体内复制能力相对减弱。以上结果表明RLORF4介导的MDV逃避宿主免疫反应可能在MDV发致病机制中发挥重要作用。 cGAS-STING通路不仅能识别各种病原体和肿瘤来源的DNA，而且也在抗肿瘤免疫和诱导肿瘤细胞特异性凋亡过程中也发挥重要作用。我们的研究揭示了MDV致瘤蛋白Meq和RLORF4不仅抑制MDV DNA和肿瘤细胞DNA诱导的IFN-β的产生，还减弱宿主的抗肿瘤免疫，促进肿瘤细胞的增殖和肿瘤的生长。总的来说，MDV致瘤蛋白诱导肿瘤可能涉及其多方面的功能，包括转化，抗凋亡，阻断DNA受体识别通路。Meq和RLORF4的这些功能使宿主抗肿瘤免疫反应得到抑制，更有于肿瘤的快速生长。因此，本研究不仅揭示了MDV逃避宿主天然免疫反应的一种非常重要的机制，也在某种程度上解释了为什么MDV感染后这么快诱导宿主产生肿瘤的原因。