非洲豬瘟(ASF)是由非洲豬瘟病毒(ASFV)感染豬只引起的一種發(fā)熱性和廣泛出血性的高度接觸傳染性疾病,是養(yǎng)豬業(yè)的“頭號殺手”。作為嚴重危害全球養(yǎng)豬業(yè)健康發(fā)展的動物疫病,亟需安全、有效的疫苗用于ASF 的防控。由于ASF 減毒活疫苗可以誘導良好的免疫應答并能提供完全的免疫保護,被認為是短期內(nèi)防控ASF 最有希望的疫苗。美國梅島動物疾病中心Gladue 團隊的研究表明,缺失A137R基因的ASFV Georgia 2010 株(ASFV-G-ΔA137R)感染豬后,體內(nèi)致病性降低且能對同源強毒株的致死性攻擊提供完全保護,表明A137R是ASFV 的毒力相關基因,ASFV-G-ΔA137R 也是潛在的ASF 疫苗候選株。然而,A137R 蛋白調(diào)控ASFV 致病性的分子機制尚不明確。
近期發(fā)表于《Journal of Virology》的研究論文,以我國流行的基因Ⅱ型ASFV HLJ/18 株(ASFV-WT)為骨架,構(gòu)建了缺失A137R基因的重組ASFV(ASFV-ΔA137R)。通過轉(zhuǎn)錄組學分析發(fā)現(xiàn),與ASFVWT 相比,ASFV-ΔA137R 感染原代豬肺泡巨噬細胞產(chǎn)生更高水平的I 型干擾素(IFN)。研究報道表明,ASFV 拮抗I 型IFN 的產(chǎn)生與ASFV 的致病性相關,因此作者深入解析了ASFV 毒力相關因子A137R 調(diào)控I 型IFN 產(chǎn)生的分子機制。
作者利用雙熒光素酶報告系統(tǒng)發(fā)現(xiàn),A137R 蛋白拮抗環(huán)狀GMP-AMP 合酶-干擾素基因刺激因子(cGAS-STING)信號通路。進一步發(fā)現(xiàn),A137R 蛋白抑制TANK 結(jié)合激酶1(TBK1)介導的IFN-β 啟動子活性,但并不影響IRF3-5D 介導的IFN-β 啟動子活性,推測A137R 蛋白可能通過靶向TBK1 進而拮抗cGAS-STING 信號通路。GST pulldown、免疫共沉淀和激光共聚焦試驗結(jié)果表明,A137R 與TBK1蛋白存在相互作用。值得注意的是,過表達A137R蛋白呈劑量依賴性抑制TBK1 的表達;ASFV-WT 能抑制TBK1 的表達,但ASFV-ΔA137R 顯著恢復TBK1 的表達,表明A137R 蛋白能降解TBK1。真核細胞的蛋白質(zhì)降解主要依賴于泛素-蛋白酶體、自噬小體和溶酶體3 種途徑。作者將A137R 和TBK1真核表達質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染HEK293T 細胞后24 h,分別用針對以上3 種途徑的抑制劑MG132、3-MA 和Bafilomycin A1(BafA1)進行處理。當3-MA 和BafA1 處理后,TBK1 的表達水平顯著恢復;當A137R 和TBK1真核表達質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染敲除ATG5的HeLa 細胞時,A137R 蛋白降解TBK1 的能力被顯著抑制,表明A137R 蛋白經(jīng)自噬-溶酶體途徑降解TBK1。
ASF 暴發(fā)至今已有百年歷史,但仍無商品化的ASF 疫苗應用。由于ASF 減毒活疫苗具有良好的免疫原性和免疫保護效果,具有良好的應用前景,但安全性嚴重制約了該類疫苗的商品化應用。因此,我們不僅亟需篩選及鑒定ASFV 的毒力相關基因,更需要深入解析其調(diào)控ASFV 毒力的分子機制,為進一步提高ASF 減毒活疫苗的安全性提供理論基礎。本研究證實ASFV 毒力相關因子A137R 經(jīng)自噬-溶酶體途徑降解TBK1,進而逃逸宿主天然免疫應答的新功能;為解析A137R 蛋白調(diào)控ASFV 毒力的分子機制提供科學依據(jù),并為研發(fā)ASF 減毒疫苗提供了新的候選靶標。