2012CB518900 病毒与细胞相互作用导致炎症的基础研究.doc

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1、项目名称：病毒与细胞相互作用导致炎症的基础研究首席科学家：吴建国 武汉大学起止年限：2012.1-2016.8依托部门：教育部一、关键科学问题及研究内容本项目将以病毒与细胞相互作用为基础，围绕病毒感染导致宿主细胞炎症开展6个方面的研究工作。 1、DNA病毒感染导致炎症反应的规律 疱疹病毒感染会在机体内上皮组织、角膜、甚至脑内等部位引发炎症，不同部位引发炎症的效应细胞和炎症介质是了解炎症发生机制的关键。以疱疹病毒为主要研究对象，发现并确认可能的与DNA病毒感染相关的炎症介质并进一步筛选与疱疹病毒感染相关的炎症细胞特异组分，并以此为基础，确定病毒感染诱发的炎症因子的表达规律。同时，炎症的发生需要外

2、源感染生物、机体炎症相关细胞、炎症因子三方面的共同作用，三者有序联系在一起的途径即为引发炎症的胞内外致炎信号通路。将鉴定信号通路中每一环节的细胞因子，逐一确认病毒组分与细胞炎症因子的配体和受体、胞内炎症信号传输分子的关系，最终确认疱疹病毒引发炎症反应的信号通路和可能的分子机制。由于疱疹病毒感染机体后能造成裂解性感染和潜伏性感染。不同的感染结果造成的炎症反应发生又不同，而不同的感染结果又与病毒相关感染蛋白的相互作用有关。通过对作用于同一炎症因子或相同促炎信号通路的疱疹病毒编码蛋白进行协同分析，了解这些有相同致炎作用的不同病毒调控蛋白所产生的调节炎症发生或病毒感染的综合效应，最终构建一个DNA病毒

3、感染与诱发炎症反应的初级作用网络模型。 2、RNA病毒感染导致炎症反应的规律 以汉坦病毒为主要研究对象，通过对RNA病毒与宿主相互作用研究，着重揭示RNA病毒核酸及其编码蛋白与炎症信号通路中重要分子的相互作用机制。在此基础上，进一步分析病毒组分与细胞组分相互作用对炎症的产生或消除的影响，明确影响炎症转归从而导致严重病理性炎症反应的规律。研究宿主细胞在RNA病毒感染诱导的炎症反应中对各种炎性细胞向炎症部位和引流淋巴结迁移的作用，并运用成熟的RNA病毒反向遗传学技术，得到重组的流感病毒和水疱性口炎病毒（Vesicular Stommatitis Virus），建立果蝇的微量注射感染模型，结合生物学

4、信息模型预测候选基因，从事规模性的与炎症信号通路相关的活体遗传筛选，鉴定新的参与RNA病毒炎症反应的信号分子，研究其功能和机制，最终确定RNA病毒感染与诱发炎症反应的的规律。 3、非编码RNA调控炎症反应的机制 鉴定疱疹病毒和汉坦病毒等基因组内的非编码RNA并分析其启动子的序列特征，探讨病毒非编码RNA在宿主细胞内的表达调控方式。在此基础上，鉴定病毒非编码RNA靶向的宿主基因，探讨这些基因编码蛋白对炎症反应的调控。同时建立病毒非编码RNA致炎的转基因小鼠模型，从整体角度探讨病毒对炎症发生、发展过程的调控。在此基础上，从动物水平上，探讨病毒非编码RNA对炎症相关信号通路的影响以及对促炎因子和血管

5、生成因子的表达调控，深入了解病毒感染导致炎症的分子机制。由于在病毒感染导致细胞炎症信号途径活化的过程中，胞内的miRNA和lncRNA表达对于病毒感染导致炎症的调控具有重要意义。为此，我们也将研究胞内miRNA和lncRNA在炎症信号活化过程中表达的改变，研究它们对RIG-I炎症信号的调控作用和机制。并进一步以炎症因子IL-6和TNF-活化巨噬细胞为模型研究细胞表达的非编码RNA对IL-6和TNF-下游信号传导途径的调控作用。确定非编码RNA调控炎症反应的作用及机制。4、病毒感染导致炎症反应的生物学效应 深入探讨调控细胞因子风暴产生的宿主因子，尤其是ADE与天然免疫信号通路的相互作用，发现和鉴

6、定一系列影响宿主细胞因子风暴产生的编码蛋白及关键位点，明确其调控细胞因子风暴产生的分子机制，从而阐明病毒感染导致炎症反应的生物学效应，并以转录组学和蛋白质组学为基础，探讨病毒与媒介、病毒与宿主相互作用导致媒介和宿主在感染病毒前后差异表达的基因，分析可能涉及到炎症形成的因子在DF、DHF和DSS形成过程中的作用，同时分析这些因子在病毒感染细胞后对病毒的信息反馈，分析这些来源于媒介和宿主的数据，寻找它们的共性，尤其是在病毒感染导致炎症形成方面的共性。根据获得的数据采用反向遗传学手段验证这些因子对疾病形成、病毒在媒介中的持续感染和病毒的增殖的影响。 确定流感病毒感染所致炎症相关的重要病毒蛋白与核酸及

7、其生物学效应及机制，利用流感病毒体外细胞和小鼠感染模型，对不同亚型流感病毒、流感病毒的重组与点突变体诱导的炎症反应，细胞因子、炎症相关通路关键分子等进行系统性检测与分析，探讨流感病毒蛋白以及基因组包括特殊的基因成分例如CpG，识别宿主不同的病原识别受体的模式，与炎症关键分子的相互作用机制以及导致各种炎症反应的生物学效应，以期发现病毒炎症相关的蛋白与基因，及其重组与变异对炎症反应的影响。同时结合血清等临床中资源，系统分析流感病毒引起的炎症相关细胞因子谱，发现和确认导致免疫病理作用的关键分子。 5、病毒感染导致炎症的致病机理 研究不同形式FN与汉坦病毒包膜糖蛋白的相互作用及其对病毒感染的影响、TN

8、FR I与3整合素在介导汉坦病毒入胞中的作用和相互关系、G2对TNFR I功能是否存在调节作用和3整合素及其相关分子介导汉坦病毒感染血管内皮损伤的分子机制，汉坦病毒感染产生炎症细胞因子/趋化因子的分子机制。同时以血管内皮细胞或单核巨噬细胞为模型，探讨病毒感染与NF-B途径之间的关系以及趋化因子CXCL10（IP-10）在汉坦病毒致病中的作用，汉坦病毒及其感染细胞与NK细胞的相互作用。澄清IL-17、IP-10、MCP-1等关键炎症反应因子在甲型流感病毒H1N1、H5N1单一及混合感染导致炎症反应过程中的作用以及甲型流感病毒感染介导炎症反应的共性与个性分子靶标和涉及的信号转导通路网络以及补体介导

9、的免疫病理损伤在流感病毒致病中的作用及其机制。 6、病毒感染导致炎症反应的网络调控 以流感病毒为主要研究对象，研究病毒与细胞相互作用导致炎症反应的网络调控。在流感不同病程中的炎症因子（COX-2、iNOS、IL-32等）的表达水平检测及统计学分析；从启动子水平研究流感病毒及其基因产物分别对COX-2、iNOS、IL-32转录调控的影响；对COX-2、iNOS、IL-32表达有调控作用的转录因子的筛选；研究转录调控因子与启动子DNA的相互作用；流感病毒感染诱导COX-2、iNOS / IL-32表达的信号通路。 IL-32在炎症反应中的作用以及与COX-2、iNOS的相互关系研究。有炎症活性的I

10、L-32剪接异构体的筛选；受IL-32调控的下游炎症因子的筛选和IL-32在炎症网络中的生物学功能的研究；IL-32与COX-2的相互关系研究；IL-32与iNOS的相互关系研究；COX-2、iNOS、IL-32在炎症反应网络中的上下游关系。COX-2、iNOS、IL-32在炎症网络中的调控机制研究。根据前期实验得出的这些基因在炎症网络中的上下游调控关系，在同上的细胞模型中，选择上游基因进行过表达或基因沉默。检测共转的下游基因的启动子截短和突变的报告基因的活性，找到受调控的转录位点，并进行转录因子与下游基因启动子DNA结合实验，从而确定上游基因对下游基因的表达调控机制；检测与下游基因表达调控相

11、关的信号通路的影响，确定上游基因调控下游基因的信号通路。进一步开展表观遗传修饰与COX-2、iNOS、IL-32表达调控的关系以及甲基化酶参与调控炎症机制研究，包括：炎症基因的甲基化测序和分析，流感病毒和乙肝病毒慢性中甲基化酶调控炎症基因表达的改变的机制研究等。二、预期目标（一）总体目标 本项目的完成将在病毒感染导致炎症反应的基础研究和防治基础研究方面取得具有自主知识产权、领先于国际同类研究的创新性成果，提高我国在传染病基础研究领域的研究水平和国际影响力，为防治病毒性传染病供坚实的理论依据和技术支撑。 （二）五年预期目标 1、分离鉴定新的细胞炎症因子 建立一个以大规模基因筛选为基础的技术平台，

12、构建果蝇病毒感染模型，结合生物信息学和分子生物学的方法和手段，分离与确定34个与病毒感染导致炎症相关的新细胞炎症因子；掌握病毒感染导致细胞炎症因子产生的基本规律，并阐明其在病毒感染导致炎症的新机制。 2、揭示病毒蛋白和核酸调控炎症的作用新机制 以DNA 病毒和 RNA病毒为模式，阐明病毒蛋白和核酸在调控炎症的发生、发展与转归中的作用机制；揭示病毒蛋白和核酸对干扰素信号通路的调控，进而抑制宿主防御，促进病毒自身繁殖的机制；充分理解病毒感染导致炎症反应的本质原因，阐明病毒对炎症信号通路的影响及可能的新的致病机制。 3、阐明非编码RNA在炎症反应中的作用机制 构建病毒非编码RNA的转基因小鼠，鉴定一

13、批新的病毒非编码RNA，并揭示其影响细胞表观遗传学修饰，从而调控炎症信号通路的新机制。完善病毒感染并活化炎症信号传导的细胞模型，建立干预非编码RNA表达的小鼠模型，研究非编码RNA对小鼠体内病毒感染的调控作用；通过大规模测序和深度分析细胞miRNome，确定病毒感染中，胞内非编码RNA表达谱的改变，揭示细胞非编码RNA在炎症信号传导途径、炎症因子的表达与释放或炎症因子下游信号途径中的调控作用及机制。 4、明确病毒感染导致炎症反应的生物学效应 阐明病毒变异对免疫应答与炎症反应的生物学效应，揭示病毒感染导致不同炎症反应的机制，发现和鉴定一系列诱导ADE效应的病毒增强型表位，明确模式识别信号分子调控

14、ADE的基本过程，阐明其诱导炎症反应的生物学效应；掌握病毒不同分离株对动物的感染性差异以及不同致病性毒株感染导致的炎症因子水平差异的规律，分析病毒感染导致的炎症反应及其对病毒致病性的影响；明确病毒感染导致血管内皮细胞损伤的分子机制；阐明病毒感染引起细胞因子/趋化因子产生导致炎症及其致病的分子机制，明确病毒感染者HLA表型与病毒肽段表位的关系，以及CTL识别不同表位与炎症反应损伤的关系；阐明病毒致炎症反应的规律以及补体介导的免疫病理损伤在流感病毒感染中的作用及机制。5、提出病毒感染导致炎症的网络调控模型 确定病毒感染导致表观细胞遗传修饰变化及其在炎症发生发展中的作用，明确病毒感染导致炎症的关键因

15、子及信号通路的相互作用及相关的分子机制，构建病毒感染导致炎症的作用网络模型。6、获得一批科研成果 在病毒感染导致炎症反应的分子机制研究领域取得一些开拓性的科研突破，发表150200篇具有国际影响的SCI 收录论文，力争在本领域和国际生物医学顶级刊物发表影响因子大于10的论文68篇，取得35项开拓性的科研突破；获得一批拥有自主知识产权的高水平技术成果，申请国家发明专利1015 项；获得国家级科技奖励12 项；争取获得较好的经济和社会效益。7、培养一批人才 培养一批在病毒致炎研究领域具有国际竞争力的优秀中青年科学家和后备人才。 8、造就一支队伍 造就一支跨学科、跨领域、精诚合作、团结奋进的、开展病

16、毒感染与炎症反应研究的专门科研队伍。9、开展学术交流 开展相关国内外学术交流23次。三、研究方案（一）学术思路 1、DNA病毒感染导致炎症反应的规律 以已知的外源生物诱发炎症反应为借鉴和基础，从DNA病毒感染的分子生物学特点出发，了解DNA病毒诱发炎症反应的一般规律，以及与传统的细菌诱发炎症反应相比共通之处及差异或特点。在掌握DNA病毒所产生的相关致炎分子机制后，为该类病毒诱发炎症反应构建一个初级的相互作用和信号通路的网络。2、RNA病毒感染导致炎症反应的规律 很多RNA病毒通过其自身的RNA和编码蛋白对感染机体后诱导的炎症反应进行调控，破坏机体对于炎症反应的精确调控，进而造成临床上不同的症状

17、。本项目拟研究炎症反应相关的信号转导机制，在此基础上阐明RNA病毒感染导致的炎症反应规律。通过核酸蛋白质或蛋白质蛋白质相互作用，研究病毒诱发炎症的一般规律，以及病毒编码蛋白对炎症产生或转归的特定过程进行调控，从而导致病理性炎症反应的分子机制。 3、非编码RNA调控炎症反应的机制 立足于病毒感染导致巨噬细胞胞内非编码RNA表达谱的改变，以病毒感染巨噬细胞导致RIG-I炎症信号活化为模型，研究在RIG-I炎症信号活化过程中其它重要的非编码RNA表达改变，筛选其中表达差异显著并验证重复性良好的非编码RNA。以炎症因子IL-6和TNF-活化巨噬细胞为模型，使用高通量芯片检测此过程中胞内非编码RNA表达

18、谱的改变，筛选发生显著表达变化的非编码RNA，并通过上述思路探求这些非编码RNA对于IL-6和TNF-下游信号传导途径的调控作用；通过体内干预如上非编码RNA，寻求干预病毒感染导致炎症的新靶点。在病毒感染小鼠的动物模型中，尝试通过干预如上非编码RNA，进而影响RIG-I炎症信号活化导致的炎症反应，以寻求体内干预病毒致炎的新靶点和新思路。4、病毒感染导致炎症反应的生物学效应 立足于我国重要病毒性传染病的流行特点，选择登革病毒等为研究对象，聚焦国际前沿的科学问题，以病毒与细胞相互作用导致炎症为主线，从细胞和分子水平，开展对病毒感染导致炎症反应的生物学效应的原创性研究，揭示登革病毒ADE产生规律，登

19、革病毒感染发生的炎症反应与其导致DF、DHF和DSS形成的机制，以及炎症反应和病毒性脑炎的形成机制，为药物和新型疫苗设计提供科学依据。5、病毒感染导致炎症的致病机制 炎症是机体对各种损伤性刺激的一种防御反应，也是伴随多种疾病状态的一种共有的病理现象。综合采用多种细胞生物学、分子生物学及免疫学技术，以设计周密的实验研究为主，结合大量临床标本的系统检测，从分子、细胞及整体（包括实验动物和临床患者）等不同的层面和角度，对病毒与细胞相互作用导致炎症及其致病机制开展研究。主要包括病毒入胞途径中关键分子在感染中的作用及其机制，病毒感染导致血管内皮细胞损伤的分子机制，固有免疫和特异性细胞免疫应答在病毒致炎症

20、反应及免疫损伤中的作用及其机制；病毒感染引起急性肺损伤的关键炎症反应因子及其作用机制，补体介导的免疫病理损伤在病毒致病中的作用及其机制等。 6、病毒与细胞相互作用导致炎症反应的网络调控 结合临床数据，综合分析流感病毒感染导致的炎症反应中炎症因子表达调控规律，研究病毒核酸和病毒蛋白表达引起炎症基因表达的分子机制，炎症因子时序调控规律以及炎症因子互相调控网络，研究新型炎症因子并确定其在炎症网络中的作用。表观遗传修饰改变和蛋白泛素化调控炎症网络机制，为抗炎药物的研发打下基础。 （二）技术途径 1、DNA病毒感染导致炎症反应的规律 （1） 利用PCR技术构建上述HSV-1复制必需蛋白的一系列缺失突变体

21、。 （2） 通过酵母双杂交和免疫共沉淀确定上述HSV-1复制蛋白-细胞因子的具体作用位点。 （3） 接着对病毒复制蛋白基因进行点突变，使上述相互作用蛋白失去相互结合能力但不改变其复制活性区的功能。 （4） 通过重组病毒的方法重新构建突变病毒；检测感染重组病毒的细胞IFN-及其他炎症反应细胞因子水平变化情况；探讨在病毒感染状态下，信号通路的活化或抑制与炎症因子表达调节之间的关系。 2、RNA病毒感染导致炎症反应的规律 （1） 通过病毒与宿主的相互作用，研究宿主识别RNA病毒并产生验证反应的规律，着重研究RNA病毒核酸及其编码蛋白通过与炎症信号通路中重要分子的相互作用分子机制。 （2） 研究RNA

22、病毒核酸及其编码蛋白通过与炎症产生或消除过程重要蛋白质相互作用，影响炎症转归从而导致严重病理性炎症反应的规律。着重研究重要医学病毒的编码蛋白对补体系统、花生四烯酸炎症因子的调控 ，从而导致严重病理性炎症反应的分子机制。 （3） 研究宿主细胞表达的LIGHT分子在RNA病毒感染诱导的炎症反应中对各种炎性细胞如单核/巨噬细胞、树突状细胞、中性粒细胞、T细胞向炎症部位和引流淋巴结迁移的作用；对免疫保护和免疫病理的影响；并探索其分子机制。 （4） 利用改造的病毒建立果蝇的微量注射感染模型，结合生物学信息模型预测的候选基因，从事规模性的与炎症信号通路相关的活体遗传筛选，鉴定新的参与RNA病毒炎症反映的信

23、号分子。 （5） 果蝇RNA病毒感染模型的建立：建立不同免疫系统发育阶段的果蝇感染模型。并进一步通过组织、细胞、分子水平确定参与RNA病毒性炎症反应新调节因子。 3、非编码RNA调控炎症反应的机制 （1） 利用生物信息学方法，预测病毒基因组中的非编码RNA。 （2） 利用RNA免疫沉淀技术，识别能够与组蛋白甲基化酶相互作用的病毒非编码RNA；利用ChIP-seq技术，探讨病毒非编码RNA对宿主染色质的重塑。 （3） 利用质谱分析病毒蛋白的翻译后修饰，阐明病毒蛋白的磷酸化、泛素化修饰对干扰素通路的影响；利用表达谱基因芯片技术，探讨病毒非编码RNA对宿主细胞转录组的调控。 （4） 构建适合病毒非编

24、码RNA的转基因小鼠模型，研究病毒致炎的过程及机制。用病毒感染小鼠腹腔巨噬细胞为细胞感染模型，用病毒直接注射小鼠腹腔或滴鼻作为体内病毒感染模型，观察非编码RNA对病毒感染导致炎症的调控作用。 （5） 对于观察RIG-I炎症信号活化导致胞内miRNA或lncRNA表达谱的改变，基于已有的研究平台，我们拟使用miRNA芯片和lncRNA芯片筛选炎症过程中发生显著表达差异的miRNA或lncRNA。 （6） 使用第二代测序技术深度揭示巨噬细胞的miRNome，观察巨噬细胞的miRNA表达模式，寻求在巨噬细胞中富集表达的miRNA。 （7） miRNA和lncRNA的功能研究。通过高表达或抑制相关的m

25、iRNA或lncRNA，观察其在病毒感染导致RIG-I炎症信号活化的模型中对RIG-I下游重要信号分子的活化、炎症因子表达和病毒自身复制等方面的影响。 （8） miRNA靶基因鉴定技术。使用常用的miRNA寻靶软件如TargetScan或miRanda等搜索相关miRNA的可能靶基因，再将这些可能的靶基因进行GO或KEGG富集运算，以发现与炎症相关信号通路中的关键分子相关的可能靶基因。随后，逐一构建如上可能靶基因的3UTR荧光素酶报告基因，进一步验证miRNA与靶基因的相互作用。 （9） 非编码RNA的体内干预技术。在病毒感染小鼠的动物模型中，尝试通过干预如上非编码RNA，进而影响RIG-I炎

26、症信号活化导致的炎症反应。 4、病毒感染导致炎症反应的生物学效应 （1） 建立登革病毒体内外ADE模型，确定相应抗体的ADE活性，同时利用KO小鼠观察炎症分子在体内的生物学效应。 （2） 建立流感病毒靶细胞模型，建立一些重要免疫分子如促炎症细胞因子、趋化因子以及炎症反应的关键蛋白的敲除细胞系用于体外感染或炎症反应的细胞感染模型。 （3） 利用免疫敲除小鼠建立相应的流感病毒感染小鼠模型。 （4） 通过病毒基因定点突变、重组突变体等分子生物学手段，系统全面的分析不同流感病毒感染导致细胞和机体炎症反应，找出病毒与宿主在验证反应的关键分子。 （5） 建立模拟登革病毒持续感染细胞的DGE文库，利用Ill

27、umina测序技术分析文库tag的序列，并以蚊的全基因库和人的全基因库为对象，进行tag的注释，结合差异分析系统分析基因表达的差异。 5、病毒感染导致炎症的致病机制 （1） 研究不同形式FN与汉坦病毒包膜糖蛋白的相互作用及其对病毒感染的影响；检测HFRS患者血清中FN及TGF1的含量；确定汉坦病毒包膜糖蛋白G2在TNFR I上的结合位点；明确TNFR I在介导汉坦病毒入胞中的作用。 （2） 建立模拟血管内皮细胞结构的体外血管内皮细胞系或HUVEC的生长和通透性检测模型，以及血管内皮通透性的定量测定技术；针对主要的促炎/致炎分子或信号传递分子尝试各种阻断方案如特异性抗体、siRNA、特异性抑制剂

28、/激动剂等。 （3） 检测汉坦病毒NP、G1/G2表位特异性T细胞，并筛选其中的阳性肽对抗原肽刺激有应答的HFRS患者进行HLA-I、II类位点的基因分型，确定其中含有CD4或CD8表位的15肽序列；测定HFRS患者外周血中特异性T细胞分泌细胞因子的种类和频率。 （4） 建立甲型H1N1、H5N1流感病毒单独感染及混合感染的细胞模型和动物模型；在RNA水平和蛋白水平检测上述感染细胞的IL-17、IP-10、MCP-1等炎症反应因子及其差异变化；在RNA水平和蛋白水平检测上述感染动物体内的IL-17、IP-10、MCP-1等炎症反应因子及其差异变化。 （5） 确定和发现与补体作用的病毒蛋白/功能

29、区，并研究参与激活和作用于补体系统的病毒成分和作用方式、途径等。 6、病毒与细胞相互作用导致炎症反应的网络调控 （1） 免疫学手段，包括免疫组化技术，酶联免疫反应等；分子生物学手段，包括PCR，克隆和构建技术等；基因沉默技术，瞬时过表达表达以及信号通路抑制剂的使用确定炎症网络中关键节点的上下游关系。 （2） DNA定点突变技术研究转录因子的磷酸化及生物学功能。 （3） 荧光素酶报道系统测定COX-2、iNOS、IL-32以及带筛选的炎症基因启动子的活性。 （4） 荧光定量PCR分析炎症基因病毒感染前后及炎症进程中mRNA的变化。 （5） Western blotting分析炎症基因以及转录因子

30、表达水平。 （6） EMSA及CHIP分析蛋白质-DNA结合及启动子区DNA相互作用。 （7） Bisulfite Sequencing PCR研究炎症反应过程中COX-2、iNOS、IL-32启动子甲基化水平的变化并确定其位点。 （8） Methylation-EMSA, methylation-CHIP研究启动子关键位点甲基化状态影响炎症基因表达的分子机制。 （三）创新性和特色 1、阐明病毒感染导致炎症反应的规律和新机制 研究DNA病毒感染导致炎症反应的规律为这一命题提供坚实的基础研究，本身就具有创新性。此外，进一步研究RNA病毒感染导致的炎症反应与其他信号通路之间的关联性，有助于加深对R

31、NA病毒致炎规律的网络调控机制的理解。围绕宿主调节炎症反应中免疫保护和免疫病理平衡这一重要前沿问题，研究病毒编码蛋白对补体等炎症介质的干扰过程，有可能揭示病毒的新的致病机制，并且为病毒感染导致炎症提供可寻的普遍规律。 2、明确非编码RNA调控炎症反应的作用机制 从蛋白修饰（磷酸化和泛素化）的角度研究病毒蛋白和宿主蛋白以及病毒和宿主非编码RNA之间的相互关系，具有较好的创新性，将为深入理解病毒的感染和致病机理，设计小分子抗病毒药物提供良好的依据。通过研究在miRNA或lncRNA层面干预病毒感染导致的炎症反应，拟采用的相关技术在寻求体内干预病毒致炎的新靶点方面具有较强的创新性。 3、确定病毒感染

32、导致炎症反应的生物学效应 ADE效应的风险使得疫苗及治疗性抗体的研究面临极大的挑战，尤其是ADE效应参与调节干扰素反应及炎症反应的生物学效应亟待阐明。此外，以实验研究为主，结合大量临床患者标本的系统检测，阐明病毒感染直接损伤，特别是血管内皮损伤的分子机制，以及免疫病理损伤，特别是CTL识别不同表位与炎症反应损伤的关系具有较强的创新性。从分子、细胞及整体动物的不同角度和层面，明确病毒感染导致炎症反应过程中的关键因子及信号通路，阐明病毒致炎症反应的规律以及补体介导的免疫病理损伤在感染中的作用及其机制，也是本课题的研究特色之一。 4、构建病毒与细胞相互作用导致炎症反应的网络调控 本课题收集大量的临床

33、样本进行检测，获得急、慢性炎症的临床数据。对炎症发生发展中炎症网络的机制研究结合了临床数据和感染模型中的实验数据，不仅使该研究获得的数据更加接近真实情况，而其该工作更具有现实意义，研究结果可对传染病的临床治疗提供有价值的参考。（四）可行性分析 本项目的总体方案切实可行，一定会取得突破性成果。 1、人才队伍 承担本项目研究的课题负责人和学术骨干是我国病毒学、免疫学、分子生物学和传染病学等领域的优秀中青年科学家、有主持或负责国家研究项目的丰富经验，多数都是从海外留学归来并已卓有成效地开展工作的研究人员，有丰富的研究成果和研究经验。 2、学术水平 项目组成员在病毒学、分子生物学、传染病学、免疫学等领

34、域均做出过重要贡献， 近年来，以第一作者或通讯作者发表SCI收录论文300余篇，包括国际权威期刊：N Engl J Med (IF:47.05), Nat Immunol (IF:26.000), Cancer Cell (IF:25.288), Cell Stem Cell (IF:23.563), Immunity (IF:20.589), Nat Cell Biol (IF:19.527), J Clin Invest (IF:16.592), Mol Cell (IF:14.608), Hepatology (IF:11.355), Blood (IF:10.55), PNAS (IF

35、:9.432), Mol Cell Proteomics (IF:8.791), Trends Immunol (IF:8.768), Cell Death Differ (IF:8.240), Clin Infect Dis (IF:8.195), Cancer Res (IF:7.543), Nucleic Acids Res (IF:7.479), Oncogene (IF:7.135), Autophagy (IF:6.829), FASEB J (IF:6.401), Small (IF:6.171), J Infect Dis (IF:5.865), J Immunol (IF:5

36、.646), J Biol Chem (IF:5.328), Eur J Immunol (IF:5.179), J Virol (IF:5.150), J Proteome Res (IF:5.132)等。此外，团队之间已有成功的合作经验和基础、联合发表过多篇论文。 3、前期基础 项目负责人和课题负责人有主持国家科研项目的丰富经验，能有效执行及管理课题与项目，在本领域内具有良好的可信度和影响力。本项目各个课题都有相关研究人员长期从事的本领域的研究基础，多个课题的相关研究人员在各自领域取得过突破性成果，在病毒学、分子生物学、传染病学、免疫学等方面具有优势力量（详见七和八），研究内容和技术路线系

37、统性强，起点高，基础好。 4、科学问题 本项目组成员在研究团队已有的工作基础上、根据最新研究动态提出的聚焦国际前沿的关键性科学问题，学术思想和技术体系具有先进性和可操作性（见3.1 创新性）。 5、技术平台 本项目依托4个国家重点实验室，6个部门重点实验室或研究中心，以及满足病毒研究需要的BSL-3/ABSL-3实验室和实验动物设施，已有相当规模和优良的实验条件，具备完成本项目所必备的实验平台和设施设。（五）课题设置课题间关系 本项目将设臵 6 个课题，每个课题均以病毒感染和炎症反应的致炎机制为研究中心，课题与课题之间既相对独立，又相互交叉；既在各自的研究领域有创新性，又对其它的课题有指导和借

38、鉴的作用。可以说，是一个立项明确、创新点和特色突出、整合性强的总体研究方案。 各课题之间的相互关系如图1所示图1、课题设臵示意图（课题之间的关系） 课题1 ： DNA病毒感染导致炎症反应的规律 研究目标： 从分子生物学角度发现和确定DNA病毒感染导致炎症反应的一般规律。 研究内容： （1）确认HSV-1引发炎症反应的相关宿主细胞和炎症因子。在前期工作基础上，进一步筛选并确认与疱疹病毒感染成分相互作用的炎症细胞特异组分，并以此为基础，发现病毒感染诱发的相关炎症因子表达和释放的规律。验证HSV-1蛋白与炎症反应蛋白之间的直接或间接的相互作用，深入研究它们相互作用所导致的生物学功能，从而揭示两种病毒

39、感染分别引起炎症反应的分子机理。比较同属疱疹病毒科的两种不同病毒感染所导致的相互作用的差异和共同之处，深入分析它们感染过程的分子机制。 （2）HSV-1蛋白与细胞炎症因子相互作用引发炎症反应的信号通路和其相关分子机制的发现与确定。研究病毒蛋白与信号通络直接或间接相互作用有利于更好了解该病毒引起体内炎症反应的分子发生机制。采用经典的分子生物学互作和定位手段，确认HSV-1组分与细胞炎症因子的配体和受体、胞内炎症信号传输分子，深入研究病毒蛋白对抗原呈递过程、信号通路传递、炎症反应程度等的影响。最终构建HSV-1引发炎症反应的信号通路和可能的分子机制，探讨信号通路的活化或抑制对病毒感染进程的影响。

40、（3）HSV-1编码病毒蛋白对炎症发生的协同作用。比较同属疱疹病毒科的两种不同病毒HSV-1感染细胞，在相同信号传导的通路下所产生的不同炎症反应过程及程度，利于研究二者在感染过程中的异同，寻找治疗由于感染而致病的方法。采用干扰特定炎症分子或信号通路的手段，了解这些有相同作用通路的不同病毒致炎蛋白所产生的正反馈或负反馈综合效应，最终构建一个DNA病毒分子诱发炎症反应的初级网络模型。经费比例： 15.5% 承担单位： 中国医学科学院医学生物学研究所、武汉大学 课题负责人： 李琦涵 学术骨干： 刘奋勇、霍文哲、张莹、关振宏 课题2 ： RNA病毒感染导致炎症反应的规律 研究目标： 探讨参与RNA病毒

41、性炎症反应的新调节因子及其分子作用机制；阐明RNA病毒对炎症信号通路的影响及可能的致病机制；对控制炎症反应及其导致的病理损伤及应对病毒的治疗提供理论依据。 研究内容： （1）通过病毒与宿主的相互作用，研究宿主识别登革病毒并产生验证反应的规律，着重研究RNA病毒核酸及其编码蛋白通过与炎症信号通路中重要分子的相互作用分子机制。 （2）研究登革病毒核酸及其编码蛋白通过与炎症产生或消除过程重要蛋白质相互作用，影响炎症转归从而导致严重病理性炎症反应的规律。着重研究重要医学病毒的编码蛋白对补体系统、花生四烯酸炎症因子的调控 ，从而导致严重病理性炎症反应的分子机制。 （3）研究宿主细胞表达的LIGHT分子在

42、登革病毒感染诱导的炎症反应中对各种炎性细胞如单核/巨噬细胞、树突状细胞、中性粒细胞、T细胞向炎症部位和引流淋巴结迁移的作用；对免疫保护和免疫病理的影响；并探索其分子机制。 （4）利用改造的登革病毒，建立果蝇的微量注射感染模型，结合生物学信息模型预测的候选基因，从事规模性的与炎症信号通路相关的活体遗传筛选，鉴定新的参与RNA病毒炎症反映的信号分子。确定参与RNA病毒感染导致炎症反应的新因子，并剖析该因子介导的RNA病毒性炎症反应的新通路和新机制，揭示RNA病毒感染导致炎症反应及起转归的规律；阐明先天性免疫应答与炎症小体信号传导途径相互交联的分子机制。 经费比例： 13.8% 承担单位： 中国人民

43、解放军军事医学科学院生物工程研究所、中国科学院生物物理研究所 课题负责人： 曹诚 学术骨干： 钟辉、朱明昭、潘磊 课题3 ： 病毒的非编码RNA调控炎症反应的机制 研究目标： 探讨病毒或宿主非编码RNA在调控病毒感染导致炎症反应中的作用及其机制；构建适合病毒非编码RNA的转基因小鼠模型，从整体上研究病毒致炎机制。 研究内容： （1）进一步完成对病毒基因组内非编码RNA的预测和鉴定，分析非编码RNA及其启动子的序列特征，探讨其在宿主细胞内的表达调控方式。通过识别病毒基因组内的非编码RNA，鉴定其中的miRNA以及能够与组蛋白甲基化酶结合的非编码RNA，建立病毒非编码RNA与宿主之间的互动关系，包

44、括调控宿主蛋白的表达，以及调控宿主细胞的组蛋白修饰；发掘新的病毒蛋白翻译后修饰方式，探讨其对炎症相关信号通路的影响；发现和确定细胞表达的非编码RNA在RNA病毒感染导致RIG-I炎症信号活化过程中所发挥的调控作用和相关机制。 （2）鉴定病毒microRNA靶向的宿主基因，并探讨这些基因编码蛋白对炎症反应的调控。根据microRNA的发卡状结构序列特征，利用生物信息学的方法从病毒非编码RNA中识别miRNA。然后从基因组数据库中搜索与miRNA序列匹配的宿主靶基因，并通过荧光素酶报告系统，确认病毒miRNA对宿主mRNA的调控。同时，利用表达谱基因芯片技术，研究病毒miRNA对宿主细胞转录组的调

45、控，并探讨病毒miRNA所致的细胞因子风暴。在这些实验的基础上，挑选适当的miRNA构建转基因小鼠模型，从整体上研究病毒miRNA的致炎机制及其生物学效应。 （3）识别对宿主表观遗传学修饰有调控作用的病毒非编码RNA，并探讨这些非编码RNA的致炎机制。通过RNA免疫沉淀（RIP）以及RNA pull-down的方法，分别在体内和体外鉴定能与组蛋白甲基化酶结合的病毒非编码RNA。利用ChIP-seq的方法研究病毒非编码RNA对宿主组蛋白修饰的调控。同时，识别受病毒非编码RNA调控的基因启动子序列模式。在这些研究的基础上，以炎症相关信号通路为出发点，研究病毒非编码RNA对SOX6-p21waf1、

46、JAK-STAT以及MAPK信号通路的影响，并探讨病毒感染对炎症反应的网络调控。 （4）发掘新的病毒蛋白翻译后修饰方式，阐明其对干扰素信号通路的调控机理。从病毒感染的细胞中纯化病毒的M1和NP蛋白，通过质谱分析M1和NP的磷酸化、泛素化位点，并寻找病毒蛋白发生磷酸化的作用激酶和发生泛素化的E3连接酶。阐明M1、NP蛋白磷酸化和泛素化对病毒非编码RNA的调控，探讨病毒蛋白翻译后修饰对病毒生物学特性、致病力及免疫力的影响，明确其对干扰素信号通路的调控。 （5）建立病毒非编码RNA致炎的转基因小鼠模型，从整体角度探讨病毒对炎症发生、发展过程的调控。构建适合于研究病毒非编码RNA与宿主嗜性细胞和免疫细

47、胞相互作用致炎的转基因小鼠模型。建立病毒非编码RNA的转基因小鼠品系，并对转基因小鼠进行相关的病理分析。之后，从整体动物水平上，探讨病毒非编码RNA对炎症相关信号通路的影响，以及对促炎因子和血管生成因子的表达调控，深入了解病毒致炎的机制。同时，我们也将利用构建的小鼠模型，开展小分子药物筛选相关的工作，为具有自主知识产权的新药创制提供基础支持。 （6）在RNA病毒感染导致胞内RIG-I炎症信号途径活化的过程中，研究胞内miRNA表达谱的改变，发现这类miRNA对RIG-I信号的调控作用及机制。通过揭示和分析巨噬细胞的miRNome，发现巨噬细胞富集表达的miRNA，研究其对病毒感染导致RIG-I

48、炎症信号活化的调控作用及相关机制。明确在病毒感染导致胞内RIG-I炎症信号活化的过程中胞内lncRNA表达谱的改变，揭示这类lncRNA对RIG-I炎症信号途径的调控作用及机制。在炎症因子如IL-6和TNF-等的下游信号活化过程中，发现胞内非编码RNA表达谱的改变，明确这类非编码RNA在IL-6和TNF-等炎症因子下游信号途径中的调控作用及相关机制。 经费比例： 20.7% 承担单位： 中国科学院微生物研究所、中国人民解放军第二军医大学、北京大学 课题负责人： 陈帅 学术骨干： 侯晋、鲍嫣、鲁凤民、罗广湘、刘晓玲、高诗娟 课题4 ： 病毒感染导致炎症反应的生物学效应 研究目标： 掌握病毒感染导致炎症细胞因子产生的基本规律，发现和鉴定一系列诱导ADE效应的病毒增强型表位，明确模式识别信号分子调控ADE的基本过程，阐明其诱导炎症反应的分子机理，为抗病毒药物和新型疫苗研究提供新的靶标。 研究内容： （1）登革病毒体内外ADE模型的建立。登革病毒的ADE效应主要与未成熟病毒颗粒有关，为建立有效的ADE模型，首先采用弗林蛋白酶缺陷型人LoVo细胞或蚊C6/36细胞增殖登革病毒