猪繁殖与呼吸综合征病毒非结构蛋白1α（nsp1α）的N端锌指结构是其抑制NLRP3炎症小体活性所必需

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2015.11.016

畜牧兽医学报 ›› 2015, Vol. 46 ›› Issue (11): 2032-2039.doi: 10.11843/j.issn.0366-6964.2015.11.016

猪繁殖与呼吸综合征病毒非结构蛋白1α（nsp1α）的N端锌指结构是其抑制NLRP3炎症小体活性所必需

王超^1，2，5，史西保^2，4，王丽²，陈静²，司朝朝²，王爱萍⁶，邓瑞广²，张改平^1，2，3*

（1.西北农林科技大学动物医学院，杨凌 712100；2.河南省农业科学院农业部动物免疫学重点实验室，河南省动物免疫学重点实验室，郑州 450002；3.河南农业大学牧医工程学院，郑州 450002；4.河南师范大学生命科学学院，新乡453007；5.江苏省动物重要疫病与人兽共患病防控协同创新中心，扬州 225009；6.郑州大学生物工程系，郑州 450000）

收稿日期:2015-05-11 出版日期:2015-11-23 发布日期:2015-11-23
通讯作者: 张改平（1960-），男，河南内黄人，中国工程院院士，教授，博士，主要从事动物免疫学及疫病快速检测技术研究，E-mail: zhanggaiping2003@163.com
作者简介:王超（1985-），男，河南鹤壁人，博士生，主要从事分子病原学和免疫学研究，E-mail:y-y-c@163.com
基金资助:
国家自然科学基金青年基金（31302073）；国家自然基金重大基础研究计划 (31490600)；国家重点基础研究发展计划（973计划）(2014CB542700)；国家自然基金面上项目（31472177）

The Zinc-Finger Domain is Essential for Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Nonstructural Protein 1α（nsp1α） to Inhibit the NLRP3 Inflammasome

WANG Chao^1，2，5，SHI Xi-bao^2，4，WANG Li²，CHEN Jing²，SI Chao-chao²，WANG Ai-ping⁶，DENG Rui-guang²，ZHANG Gai-ping^1，2，3*

（1.College of Veterinary Medicine，Northwest A&F University，Yangling 712100，China；2.Key Laboratory of Animal Immunology of the Ministry of Agriculture，Henan Provincial Key Laboratory of Animal Immunology，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002，China；3.College of Animal Science and Veterinary Medicine，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China；4.College of Life Sciences，Henan Normal University，Xinxiang 453007，China；5.Jiangsu Co-innovation Center for Prevention and Control of Important Animal Infectious Diseases and Zoonoses，Yangzhou 225009，China；6.Department of Bioengineering，Zhengzhou University，Zhengzhou 450000，China）

Received:2015-05-11 Online:2015-11-23 Published:2015-11-23

摘要/Abstract

摘要：

猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）是严重危害养猪业的病毒性传染病之一，其致病原猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）抑制宿主的天然免疫和特异性免疫反应，引起机体免疫抑制，造成持续性感染，从而给该病的防控带来困难。NLRP3炎症小体作为先天性免疫的重要组分在机体抗病毒中发挥重要作用。前期研究发现PRRSV能够激活NLRP3炎症小体，但PRRSV是否存在拮抗NLRP3炎症小体的组分还未见报道。本研究首先在缺失内源性炎症小体的HEK293T细胞中，共转染NLRP3、ASC、procaspase-1和pro-IL-1β四个真核表达质粒，建立NLRP3炎症小体的体外研究模型。然后，在该炎症小体模型细胞和猪肺泡巨噬细胞中，转染PRRSV nsp1α的真核表达质粒，结果表明nsp1α能够明显拮抗炎症小体的活化，而进一步的突变试验表明缺失N端锌指（ZF）结构或者突变ZF结构的nsp1α均不能抑制NLRP3炎症小体活化。本研究不仅首次发现了拮抗NLRP3炎症小体活化的PRRSV蛋白——nsp1α，而且发现nsp1α 的N端锌指结构是其抑制NLRP3炎症小体活性所必需。本研究进一步发现了PRRSV拮抗天然免疫的新机制，并为PRRSV的防控提供了潜在的分子靶点和理论指导。

Abstract:

Porcine reproductive and respiratory syndrome（PRRS） is an important viral infectious disease in swine industry worldwide.The causative agent is porcine reproductive and respiratory syndrome virus（PRRSV），which can inhibit host innate and adaptive immune response，cause immunosuppression，and lead to persistent infection.So it is difficult to control and eradicate PRRS.As a critical part of innate immune，NLRP3 inflammasome plays an extremely important role in host anti-viral immunity.Previous studies have shown that PRRSV activated the NLRP3 inflammasome.However，whether there are components of PRRSV which suppress NLRP3 inflammasome remains unknown.Therefore，in the present study，we first reconstructed NLRP3 inflammasome through co-transfecting expression plasmids encoding NLRP3，ASC，procaspase-1，and pro-IL-1β in HEK293T cells which are deficient in endogenous inflammasomes.Then，HEK293T cells and porcine alveolar macrophages（PAMs） were transfected with expression plasmid encoding nsp1α of PRRSV.The results indicated that nsp1α can apparently block NLRP3 inflammasome activation.The further mutation experiments demonstrated that deletion or mutation of Zinc-Finger（ZF） domain in N-terminal of nsp1α fails to activate the NLRP3 inflammasome.Our study first demonstrated that nsp1α had the ability to suppress the NLRP3 inflammasome-mediated IL-1β secretion and ZF domain was essential for nsp1α to inhibit the IL-1β induction.Our study reveals a new mechanism that PRRSV antagonize host innate immune responses and may provide some insights into the research on molecular targets of anti-PRRSV drugs and prevention of PRRS.

中图分类号:

S852.659.6

王超，史西保，王丽，陈静，司朝朝，王爱萍，邓瑞广，张改平. 猪繁殖与呼吸综合征病毒非结构蛋白1α（nsp1α）的N端锌指结构是其抑制NLRP3炎症小体活性所必需[J]. 畜牧兽医学报, 2015, 46(11): 2032-2039.

WANG Chao，SHI Xi-bao，WANG Li，CHEN Jing，SI Chao-chao，WANG Ai-ping，DENG Rui-guang，ZHANG Gai-ping. The Zinc-Finger Domain is Essential for Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Nonstructural Protein 1α（nsp1α） to Inhibit the NLRP3 Inflammasome[J]. ACTA VETERINARIA ET ZOOTECHNICA SINICA, 2015, 46(11): 2032-2039.

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猪繁殖与呼吸综合征病毒非结构蛋白1α（nsp1α）的N端锌指结构是其抑制NLRP3炎症小体活性所必需

The Zinc-Finger Domain is Essential for Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Nonstructural Protein 1α（nsp1α） to Inhibit the NLRP3 Inflammasome

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