宿主细胞磷酸甘油酸变位酶5调控A型流感病毒复制机制的研究

为探究宿主因子磷酸甘油酸变位酶5(PGAM5)调控A型流感病毒复制的机制,本研究设计并合成PGAM5 siRNA和阴性对照Scrambled siRNA(NC siRNA),将二者分别转染A549细胞后,采用荧光定量PCR(qPCR)和western blot(WB)检测该siRNA的干扰效果,利用细胞活力试剂盒检测下调PGAM5表达对细胞活力的影响。结果显示,与转染NC siRNA的阴性对照细胞相比,PGAM5 siRNA能够极显著抑制PGAM5在A549细胞中的转录及表达水平(P<0.001、P<0.01)且对细胞活力基本无影响。为探究PGAM5对流感病毒复制的影响,将PGAM5siRNA和NC siRNA分别转染A549细胞36 h后经流感病毒A/WSN/1933(WSN,H1N1)株感染,分别于感染后24 h、48 h及72 h收获上清经噬斑滴定测定各组细胞中的病毒滴度;分别于感染后3 h~5 h采用WB检测病毒各蛋白的表达水平。结果显示,与阴性对照细胞相比,随着感染时间的延长,转染PGAM5 siRNA细胞中的病毒滴度均极显著下降(P<0.001),尤其在转染后72 h病毒滴度下降最多;且该细胞中流感病毒PB2、PB1、PA、HA、NP、NA、M1和NS1蛋白的表达水平均呈下降趋势,以感染后3 h上述蛋白表达水平的降低最为显著。为探究PGAM5调控流感病毒复制的机制,将PGAM5 siRNA和NC siRNA分别转染A549细胞,36 h后以MOI 10 WSN株感染细胞,1 h后分别采用WB检测病毒NP蛋白的表达水平,分析PGAM5对流感病毒吸附和内吞的影响,并于感染后0、3 h、4 h及5 h通过激光共聚焦试验检测细胞内病毒NP蛋白的定位,以确定下调PGAM5对流感病毒vRNP复合体入核及出核的影响,采用Image J统计含病毒NP蛋白的细胞在v RNP复合体入核及出核中的比例。结果显示,与对照组相比,下调PGAM5基因的表达后,吸附在细胞表面或内吞进入各组细胞中的病毒粒子中NP蛋白的表达水平均无显著差异。激光共聚焦观察可见,在下调PGAM5表达的细胞中,病毒NP蛋白先定位于细胞表面,再向细胞核内聚集,而后完成出核、最后定位在细胞质中,与阴性对照细胞结果一致;但在该组细胞中,病毒NP蛋白趋向出核以及完成出核的细胞比例均显著低于阴性对照细胞(P<0.05)。将p CAGGS、pCAGGS-PGAM5及pCAGGS-PGAM5+pCAGGS-Importinα1/3/5/7-Flag/PGAM5和pCAGGS-PGAM5、pCAGGS-Importinβ1-Flag以及pCAGGS-PGAM5+pCAGGS-Importinβ1-Flag分别转染HEK293T细胞,24 h后利用Co-IP试验检测PGAM5与核输入蛋白的相互作用;将pCAGGS-PGAM5、pCAGGS-NS2-Flag及pCAGGS-PGAM5+pCAGGS-NS2-Flag和pCAGGS-PGAM5、pCAGGS-M1-Myc及pCAGGSPGAM5+pCAGGS-M1-Myc分别转染HEK293T细胞,24 h后经Co-IP试验检测PGAM5与核输出蛋白的相互作用。结果显示,PGAM5与核输入蛋白Importinα1/α3/α5/α7及Importinβ1及核输出蛋白M1/NS2均无相互作用。提示,宿主因子PGAM5可能并非通过与M1/NS2的互作调控流感病毒vRNP复合体的出核。本研究首次报道宿主因子PGAM5可以促进流感病毒的复制,且其主要参与调控流感病毒vRNP复合体的出核过程。本研究为深入了解PGAM5蛋白功能奠定了研究基础,也为流感的防控提供了新思路。