HIV与宿主细胞相互作用机制的研究.doc

HIV与宿主细胞相互作用机制的研究
项目申请报告书

1．项目的立项依据
本项目以人类免疫缺陷病毒为主要研究对象，在大量前期工作的基础上，对病毒与宿主细胞相互作用的分子机制进行系统研究，以期揭示“病毒与宿主形成的蛋白质网络的相互作用在病毒生活史过程中的功能”这一重要科学问题。病毒在其侵染、潜伏、复制等过程中都涉及到与宿主细胞相互作用，病毒与宿主细胞相互作用分子机制的研究具有重要的科学和现实意义。人类免疫缺陷病毒，做为重大传染性疾病之首，严重威胁人类健康，自发现以来，引起了各国科学家高度重视。对它展开全面系统深入的研究，在揭示病毒与宿主细胞相互作用分子机制方面提供了许多有意义的信息。对HIV病毒编码的调控蛋白的研究揭示了细胞RNA出核机制以及宿主细胞因子调节出核的机制。通过研究HIV与宿主相互作用揭示了宿主细胞内天然防御因子具有广谱抗病毒功能，不仅仅抑制HIV,也广泛作用于其它涉及逆转录过程的病毒和反转录转座子。通过研究确定了HIV病毒出芽过程中确定的天然防御因子也是广谱的抗病毒因子，作用于所有有膜病毒。这些研究成果对细胞生物学和病毒生物学具有十分重大的科学意义，对人类战胜各种病原体具有重要的指引作用。而通过HIV揭示的病毒与宿主相互作用机制的共同性和规律性，对整个病毒与细胞关系的研究具有启示性意义。

2．项目的研究内容、研究目标
研究目标：
1、将病毒学与结构生物学有机结合起来，在功能及作用机制基础上进行结构生物学方面的研究，解析一批重要病毒、宿主蛋白以及形成的蛋白质复合物的结构，阐明病毒与宿主蛋白相互作用及其蛋白质网络的功能与结构基础；
2、以宿主天然防御因子为研究重点，利用蛋白组学和计算化学等技术手段，研究宿主天然防御因子的分子作用机制及结构基础，解析病毒与宿主细胞相互作用在宿主抵御病毒感染中的生物学功能；
3、研究宿主细胞内参与病毒组装释放的核心环节，系统阐明病毒与宿主细胞相互作用在病毒复制中的生物学功能；
4、全基因组筛选HIV感染潜伏期和重激活的关键宿主细胞因子，研究病毒与宿主细胞相互作用在病毒感染潜伏和重激活中的重要调控功能。
本课题紧密围绕“病毒与宿主细胞相互作用”这一主题，以“功能与结构学结合”为重点研究方向，从病原感染与宿主防御两个视角，从分子水平的结构生物学到整体水平的艾滋病发生发展的多层面，系统研究HIV与宿主相互作用在病毒侵染、复制、潜伏、出芽中的功能和结构基础，为阐明其他病原体与宿主细胞相互作用机制的共同性和规律性提供理论基础和研究系统与平台。
研究内容：
（一）HIV病毒蛋白与宿主蛋白相互作用及其蛋白质网络的分子作用机制。
1、HIV功能性基因Vpr和Vpx蛋白的生物学功能和分子作用机制。
Vpr和Vpx为艾滋病病毒的功能性基因，它们对病毒的复制、尤其在巨噬细胞中的复制至关重要。
2、HIV-1Vpu蛋白及形成的蛋白质网络的分子机制。
HIV的Vpu蛋白能够拮抗和抑制病毒颗粒释放的蛋白。
3、TSG101对HIV病毒出芽的抑制作用和机理。
（二）宿主天然防御因子的分子作用机制。
1、宿主天然防御因子Tetherin的抗病毒作用机制。
2、宿主天然防御因子SAMHD1的抗病毒作用机制。
3、宿主天然防御因子的抗病毒作用。
继续深入研究被Vif蛋白所抑制的蛋白家族的抗病毒作用机制。
4、HIV感染潜伏期和重激活的关键宿主细胞因子的分子作用机制。
（三）鉴定影响HIV病毒生活周期新的关键的细胞因子。
1、采用免疫共沉淀和改良的差减杂交等技术筛选和鉴定宿主细胞内拮抗Vpr的抗病毒因子。
2、鉴定病毒与抗病毒因子复合物中的新细胞因子。
3、全基因组筛选HIV感染潜伏期和重激活的关键宿主细胞因子。
（四）病毒蛋白及其形成的蛋白质复合物结构生物学的研究。
1、Vif蛋白结构生物学研究。
2、Vpx蛋白及其蛋白质复合物结构生物学的研究。
3、Tetherin蛋白及形成的蛋白质复合物结构研究。
4、A3G蛋白及形成的蛋白质复合物晶体结构研究。

3．拟采取的研究方案及可行性分析
（一）总体学术思路
本项目围绕病毒与宿主细胞相互作用的分子机制这一重要科学问题，选择重大传染病-艾滋病的病原体HIV为主要研究对象，对病毒的重要辅助蛋白Vif、Vpr、Vpx、Vpu利用宿主蛋白形成的蛋白质网络，在病毒侵染、复制、潜伏、重激活、出芽等生物学活性中的作用及作用机制，对宿主免疫反应的调控作用，宿主天然防御因子的作用机制等进行系统地研究，并且在功能及作用机制基础上，有机地将病毒学与结构生物学结合起来，对病毒或宿主蛋白以及形成的蛋白质复合物进行结构解析，通过结构再验证功能，相互促进，解决本领域二十多年来的科学热点和难点。并且，通过本项目实施，发现更多的病毒与宿主相互作用机制的创新性观点。
（二）课题设置思路
围绕项目总体