关键词:
手足口病
肠道病毒71型(EV71)
柯萨奇病毒A组6型(CA6)
3C蛋白水解酶
RIPK3
Caspase-8
宿主-病原体相互作用
摘要:
实验背景:肠道病毒为微小RNA病毒,是引起手足口病的主要病原体,其中主要包括新型肠道病毒、柯萨奇病毒、埃可病毒和脊髓灰质炎病毒等。儿童较易感染。临床症状轻者有乏力﹑低热、腹泻和四肢和嘴疱疹,少数严重患者会出现神经性和呼吸道的并发症,发生瘫痪性疾病、病毒性脑膜炎、心肌损伤等病症,甚至导致死亡。肠道病毒的致病机制尚未完全研究清楚,目前也无成熟有效的针对性抗病毒药物。在肠道病毒的复制过程中,一个关键因子—3C蛋白酶发挥着重要的作用,其主要功能是通过影响宿主前体m RNA的加工来抑制宿主基因表达并加工病毒蛋白使其成熟,是一个重要的药物靶点。受体相互作用蛋白激酶3(receptor interacting protein 3,RIPK3)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶家族(cysteinyl aspartate specific proteinase family,Caspase)是参与宿主细胞程序性死亡的关键分子。本研究着重探究由肠道病毒71型(Enterovirus 71,EV71)和柯萨奇病毒A组6型(Coxsackievirus A6,CA6)的3C蛋白酶对RIPK3和Caspase的具体调控机制,以期为抗病毒药物的发展提供一个新的思路。实验方法:第一部分采用人肾上皮细胞系293T作为宿主细胞。第一步,将p CMV-HA-RIPK3质粒(全长60KD左右)瞬时转染293T细胞,分别使用凋亡抑制剂Z-DEVD-FMK(抑制Caspase-3活化)、Z-IETD-FMK(抑制Caspase-8活化)和Z-LEHD-FMK(抑制Caspase-9活化)处理293T细胞,观察RIPK3的表达情况,筛选调控RIPK3的Caspase蛋白。并使用蛋白酶体抑制剂(MG132--抑制E3蛋白酶体降解途径)和自噬抑制剂(3MA--抑制自噬体的形成和氯喹--抑制自噬体与溶酶体的融合过程)处理293T细胞,通过抑制常见的降解途径,排除可能的影响因素。第二步,构建VR1012-FLAG-RIPK3-MYC质粒,瞬时转染293T细胞,再分别使用凋亡抑制剂Z-DEVD-FMK、Z-IETD-FMK和Z-LEHD-FMK处理,用FLAG和MYC标签抗体检测RIPK3表达情况,进一步明确筛选的Caspase蛋白。第三步,根据RIPK3的氨基酸序列和Caspase-3、-8、-9通常识别序列,查找RIPK3上Caspase可能的切割位点。构建突变质粒,同时免疫共沉淀实验检测RIPK3与Caspase的结合情况,最终确定调控RIPK3的Caspase蛋白。第二部分第一步,将VR1012-FLAG-RIPK3-MYC与VR1012-EV71 3C-HA共转染于293T细胞,通过FLAG(N端)和MYC(C端)标签抗体检测RIPK3表达情况,从而验证3C蛋白酶是否对RIPK3有切割作用。并观测是否随着3C蛋白酶的加入,影响Caspase-8对RIPK3的切割。第二步,分别采用VR1012-EV71 3C(His40)-HA、VR1012-EV71 3C(Glu71)-HA和VR1012-EV71 3C(Cys147)-HA的蛋白酶催化活性位点突变质粒进一步验证3C蛋白酶对RIPK3的切割,并且验证3C蛋白酶是否是通过其酶催化活性使Caspase-8切割RIPK3的条带逐渐减弱。第三步,验证柯萨奇病毒A6型的3C蛋白酶是否也具有切割RIPK3的能力,CA63C蛋白酶加入后,是否会出现与EV71 3C蛋白酶相似的结果。进一步证实肠道病毒3C蛋白酶对RIPK3和Caspase-8的干扰,将VR1012-CA6 3C-MYC与VR1012-FLAG-RIPK3-MYC共转染293T细胞,观察RIPK3各条带之间的变化。结果与分析:第一部分1.Z-DEVD-FMK(抑制Caspase-3活化)和Z-IETD-FMK(抑制Caspase-8活化)可抑制RIPK3在293T细胞中的下调,Z-LEHD-FMK(抑制Caspase-9活化)、蛋白酶体抑制剂(MG132)和自噬抑制剂(3MA和氯喹)对RIPK3的表达无影响,表明RIPK3的下调与Caspase-3和/或-8有关,与降解途径和Caspase-9无关。2.将VR1012-FLAG-RIPK3-MYC转染于293T细胞中可产生35KD(FLAG-N端)和25KD(MYC-C端)的切割条带。并且Z-DEVD-FMK(抑制Caspase-3活化)和Z-IETD-FMK(抑制Caspase-8活化)而非Z-LEHD-FMK(抑制Caspase-9活化)抑制了切割条带的产生,表明Caspase-3和/或-8通过切割作用下调了RIPK3。3.根据RIPK3的氨基酸序列和Caspase-3、-8和-9通常识别序列,分别为DXXD、XEXD和