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牛副流感病毒3型(BPIV3),也称为牛呼吸道病毒3型,属于副粘病毒科呼吸道病毒属。据报道,BPIV3已经成为造成严重经济损失的牛病原,对成年牛和犊牛都具有极强的危害,并且BPIV3与其他的病毒和病原体一起会引起并发症,形成以咳嗽、发烧等为症状的牛呼吸系统疾病(BRDC),成为世界范围内影响牛健康的主要问题。目前,奶业发达国家主要以灭活疫苗或减毒疫苗进行免疫防控,而我国仍然没有相关的疫苗,先前已有研究表明,BPIV3感染可引起宿主细胞的先天免疫应答。因此,我们有必要对病毒复制的分子机制,尤其是病毒与先天免疫的关系等研究热点进行更为深入的研究,以期待找到药物靶点,为抗病毒新药的研发提供思路和线索。β-catenin是一种具有细胞粘附和信号转导作用的多功能蛋白,它普遍存在于成纤维细胞、内皮细胞、成骨细胞等各种细胞中。β-catenin是Wnt/β-catenin信号通路的一个关键组成部分,Wnt/β-catenin信号通路不但对于胚胎的早期发育,成体组织稳态的维持,中枢神经系统的再生十分必要,而且与细胞的增殖、分化、迁移和凋亡密切相关。据报道,Wnt/β-catenin信号通路发生异常会引发多种疾病,而病毒感染可以影响Wnt/β-catenin信号通路,根据已有研究,β-catenin信号通路与多种病毒的复制相关,如人类免疫缺陷病毒(HIV)、猪圆环病毒P1、人类巨细胞病毒(HCMV)、丙型肝炎病毒(HCV)等。然而,β-catenin与BPIV3之间的相互作用尚未见报道。本研究开展了β-catenin基因对BPIV3复制的影响及其作用机制研究,取得主要研究进展如下:1.BPIV3感染后β-catenin mRNA水平上调表达,而蛋白水平下调表达,尤其是在感染后期,β-catenin蛋白下调十分显著。对BPIV3感染后不同时间点的牛肾细胞(MDBK细胞)样本分别进行qRT-PCR检测和western blot检测,结果发现β-catenin的mRNA水平上调,但是β-catenin的蛋白水平下调,这说明了BPIV3感染能够在翻译后水平调控β-catenin的表达。2.利用基因过表达和沉默技术,发现β-catenin具有抑制BPIV3的作用。分别构建了β-catenin过表达稳定细胞系和沉默稳定细胞系,感染病毒,测定TCID50以检测病毒滴度变化。结果表明,过表达β-catenin能够抑制BPIV3的复制,而沉默β-catenin促进病毒的增殖,表明了β-catenin具有抗BPIV3的功能。3.β-catenin作为转录因子,能够进入细胞核与TCF/LEF结合,共同促进IFN-β及其下游ISGs(如OAS1)的表达,从而发挥抗病毒作用。使用了GSK3β特异性抑制剂-LiCl来抑制GSK3β的活性,通过western blot和免疫荧光检测发现,LiCl能增强β-catenin的表达,并且促进其在细胞质中的积累进而进入细胞核,进一步促进了IFN-β以及其下游干扰素刺激基因OAS1的表达,以此来发挥抵抗BPIV3的作用,从而抑制病毒的复制。4.BPIV3感染能够显著上调GSK3β的表达,从而加速了细胞质中降解复合体对于β-catenin的降解作用。通过核质分离实验,与未感染组相比,BPIV3感染后,β-catenin的表达显著降低,而GSK3β的表达显著升高,表明BPIV3感染能够上调GSK3β的表达,从而使β-catenin表达下调。LiCl处理后促进了β-catenin在胞质和胞核中的表达,由此说明了BPIV3感染导致β-catenin蛋白表达下调是由于GSK3β介导了蛋白酶体对β-catenin产生的降解作用。综上所述,本研究通过对β-catenin与BPIV3的关系进行研究,率先发现了BPIV3感染降解β-catenin以及β-catenin抵抗BPIV3复制的作用和机制,这些发现能够为进一步探究BPIV3的致病机制提供视角和思路,同时也为抗BPIV3新药的研发提供靶标分子。