SERCA和超氧化物在A型流感病毒M2蛋白阻断自噬流中的作用机制研究

Influenza A virus can cause respiratory diseases characterized by respiratory inflammation in humans. Autophagy plays an important role in influenza virus replication and cellular inflammatory response. Influenza virus M2 protein can block the fusion of autophagosome and lysosome through its ion channel activity, resulting in a large number of autophagosome accumulation, but its mechanism has not been fully clarified. Our previous experiments show that influenza virus can cause mitochondrial oxidative phosphorylation disorder and increase of superoxide, which can be reduced by inhibiting the activity of M2 ion channel. A large number of endoplasmic reticulum contacts with mitochondria were found in the cells infected by influenza virus. It was reported that the inhibition of endoplasmic reticulum calcium pump SERCA could increase the mitochondrial-endoplasmic reticulum contact and block the autophagic flux.Therefore, we speculate that M2 protein may cause autophagy accumulation induced by influenza virus by affecting endoplasmic reticulum and mitochondrial function. This project attempts to investigate the effects of influenza virus M2 protein on the endoplasmic reticulum and mitochondria, and the role of endoplasmic reticulum SERCA and superoxide in the autophagosome accumulation induced by influenza virus. The mechanism of M2 protein in autophagosome accumulation induced by influenza virus was further elucidated so as to provide a new direction for finding effective measures to prevent or treat influenza in the future.

A型流感病毒可引起人类以呼吸道炎症为主要症状的呼吸系统疾病。细胞自噬在流感病毒复制及细胞的炎症反应中发挥着重要作用。流感病毒M2蛋白可通过其离子通道活性阻断自噬体与溶酶体融合，造成大量自噬体堆积，但其机制存在争议尚未完全阐明。我们前期实验显示，流感病毒可引起线粒体氧化磷酸化过程紊乱和超氧化物增多，抑制M2离子通道活性可以减少此种现象；并发现流感病毒感染的细胞中出现大量内质网与线粒体接触现象，而报道称内质网钙离子泵SERCA被抑制可增加线粒体-内质网接触现象，并可阻断自噬流过程。因此我们猜测M2蛋白可能通过影响内质网和线粒体功能造成流感病毒诱导的自噬体堆积。本项目试图通过研究流感病毒M2蛋白对内质网和线粒体的影响，以及内质网SERCA和超氧化物在流感病毒诱导的自噬堆积过程中的作用，进一步阐明M2蛋白在流感病毒诱导细胞内自噬体堆积中的作用机制，从而为未来寻找有效预防或治疗流感的措施提供新方向。

A型流感病毒可引起人类以呼吸道炎症为主要症状的呼吸系统疾病。细胞自噬在流感病毒复制及细胞的炎症反应中发挥着重要作用。流感病毒M2蛋白可通过其离子通道活性阻断自噬体与溶酶体融合，造成大量自噬体堆积，但其机制存在争议尚未完全阐明。本项目通过对内质网SERCA和线粒体超氧化物两个方面的研究进一步阐释了M2蛋白在流感病毒诱导细胞内自噬体堆积中的作用机制。通过研究我们发现流感病毒通过其M2离子通道活性抑制SERCA活性，激活SERCA活性可抑制流感病毒诱导的自噬体堆积和线粒体损伤，反之则呈相反趋势。结果还显示M2蛋白通过其离子通道活性诱导自噬的同时也可刺激线粒体超氧化物的增多，而SERCA在抑制自噬的过程也可抑制流感病毒诱导的线粒体超氧化物。线粒体损伤是造成自噬的重要因素之一，因此我们推测SERCA可能是通过抑制线粒体超氧化物抑制自噬体堆积现象的。通过本项目的研究我们发现和阐明了SERCA在A型流感病毒M2蛋白阻断自噬流中的作用。线粒体超氧化物对流感病毒诱导的自噬过程的影响我们将会在后续研究中进一步探讨。另外，由于自噬过程和线粒体均可参与调控炎症反应，除项目计划研究内容之外，本项目额外探讨了SERCA在流感病毒诱导的炎症反应中的作用及作用机制。通过研究发现SERCA参与流感病毒刺激产生的炎症反应过程，激活SERCA可有效抑制流感病毒诱导的炎症因子水平。除此之外，我们还发现流感病毒在H1395细胞中可激活MAPK-JNK细胞通路，激活SERCA活性可显著下调流感病毒激活的MAPK-JNK细胞通路，因此我们推测SERCA是通过调控MAPK-JNK通路抑制流感病毒刺激产生的炎症反应。本项目的完成阐释了流感病毒通过M2离子通道诱导的自噬体堆积机制，下一步我们将深入研究SERCA在抑制流感病毒诱导的炎症反应中的作用机制，为未来寻找有效预防或治疗流感病毒所致炎症损伤的措施提供新的靶点及方向。

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