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KSHV感染におけるORF48の役割

ORF48がKSHVの免疫システム回避能力にどう影響するかを調べてる。

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KSHVのORF48:KSHVのORF48:免疫回避が明らかに8の重要な役割を探る。KSHVの複製と免疫応答におけるORF4
目次

カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV)、人間ヘルペスウイルス8(HHV8)とも呼ばれるこのウイルスは、いくつかの深刻な病気を引き起こすウイルスなんだ。具体的には、カポジ肉腫、多中心性キャッスルマン病、原発性腹水リンパ腫、KSHV炎症性サイトカイン症候群などがある。このウイルスは感染中に潜伏期と溶解複製という2つのフェーズを経ることができる。

KSHV感染のフェーズ

潜伏期では、KSHVは感染した細胞の中に隠れてる。ウイルスは少ない遺伝子を発現し、ウイルス粒子を作らないから、免疫系に見つからないようにできる。一方で、溶解期ではウイルスがアクティブになり、全遺伝情報を複製し、新しいウイルス粒子を作る。この時、免疫系に見つかる可能性が高くなるんだ。

KSHVが体内に長く留まるためには、免疫反応をかわす必要がある。ウイルスには、免疫反応を抑えるのを助ける特徴があって、90以上の遺伝子の中には免疫系をかわして長期感染を確立する手助けをするものがたくさんある。

免疫回避メカニズム

KSHVが免疫系を避ける一つの方法は、cGAS-STINGと呼ばれる経路をブロックすることなんだ。このcGAS-STING経路は、ウイルスからのDNAを認識し、体の保護反応を引き起こすのに重要。このcGAS酵素がウイルスDNAを検知すると、cGAMPという信号分子を作る。この分子は小胞体にあるSTINGという別のタンパク質を活性化する。

STINGが活性化されると、I型インターフェロンの生成に導く他のタンパク質を呼び寄せる。このインターフェロンはウイルス感染に対抗するのに重要なんだけど、cGASやSTINGがうまく機能しないと、ウイルスに対する体の反応が弱くなるんだ。研究によると、cGASやSTINGのない細胞でKSHVが活性化されると、ウイルスの活動が増加し、ウイルス遺伝子の表現が強まることがわかってる。

免疫反応を抑えるウイルスタンパク質

KSHVにはcGAS-STING経路を妨害するいくつかのタンパク質がある。例えば、ORF52というタンパク質はcGASの活動を阻害できる。他のタンパク質であるvIRF1はSTINGと結びついて、活性化を防ぐ。また、LANAというタンパク質の短いバージョンもcGASと相互作用してI型インターフェロンの生成能力を低下させる。KSHVは、STINGをネガティブに調整する宿主タンパク質も取り込んで、自らの複製をサポートするんだ。

つまり、KSHVは溶解期中にcGAS-STING経路を無効のままに保つ必要がある。現在、KSHVの中でcGAS-STING経路を管理するのを助けるさらなるウイルスタンパク質を特定するための研究が進行中だ。

ORF48タンパク質に注目

この研究では、特定のKSHVタンパク質であるORF48に焦点を当ててる。このタンパク質は、特定の細胞タイプでの初期テストに基づいてcGAS-STING経路のネガティブレギュレーターとして注目されてる。ORF48はMHV68やEBVなどの他の類似ウイルスにも見られる。研究によれば、これらのウイルスの対抗タンパク質はそれぞれの複製に重要なんだ。

ORF48がKSHVの溶解サイクルに果たす役割を調査するために、研究者たちはORF48のレベルを減らすサイレンシング技術を用いた。ORF48が減少すると、特定のウイルス遺伝子のレベルも下がって、ウイルスの生産量が減った。KSHVゲノムからORF48を取り除くと、ウイルス遺伝子の表現がさらに大きく減少したのは、重要なウイルスプロモーターの活動を妨害した可能性があるからだ。

実験手法と発見

KSHVに対するORF48の影響を研究するために、いくつかの細胞株が使用された。研究者たちはKSHV再活性化を引き起こした後、異なる時間にRNAサンプルを収集して遺伝子発現レベルを測定した。ORF48が欠けていると、いくつかのKSHV遺伝子のレベルがかなり低くなって、特に新しいウイルス粒子を生成するのに重要な後期遺伝子が影響を受けた。

ORF48がないことで遺伝子発現に影響が出ただけでなく、生成されるKSHV DNAの量も減少した。それに加えて、ORF48がない細胞は感染性のウイルス粒子を少なく生産したことが確認されて、このタンパク質がウイルスの効率的な複製に重要であることが際立った。

ORF48の削除に関するさらなる分析

ORF48を取り除くことの影響を包括的に理解するために、研究者たちはこの遺伝子が欠けている特定の細胞株を生成した。その結果、ORF48を削除すると、即時早期、早期、後期のウイルス遺伝子の発現に大きな影響があった。

研究者たちが特定の化学物質を追加してウイルス遺伝子の発現を刺激しようとしても、ORF48削除ミューテントはほぼすべてのKSHV遺伝子の発現が大幅に減少した。これは、ORF48がKSHVの複製だけでなく、ウイルス遺伝子発現の全体的な整合性を維持するためにも重要であることを示唆している。

STINGとの相互作用

ORF48とSTINGの相互作用も研究の焦点の一つだった。ORF48が存在していると、STINGと結びつくことがわかった。これはKSHVが免疫反応を調整する可能性のあるメカニズムを示している。研究者たちがORF48を持つ細胞で免疫系を刺激したとき、制御細胞と比べてインターフェロンの生成が低かった。

しかし、ORF48がノックダウンされた場合、インターフェロンの生成が増加した。これは、ORF48が特定の状況下で免疫反応をブロックするかもしれないけど、KSHVの溶解感染中に他のウイルスタンパク質がその影響を補うことができることを示している。

結論

研究結果は、KSHVのライフサイクルにおけるORF48の重要な役割を強調している。ORF48の遺伝的およびmRNAの整合性を維持することは、KSHVの最適な複製にとって根本的なんだ。このタンパク質はウイルスが免疫検知をかわす能力を助けるだけでなく、ウイルス遺伝子の全体的な発現にも関与している。

さらに、この研究はKSHVと免疫系との相互作用の複雑さを再確認し、ウイルスタンパク質が免疫反応を抑制しつつ、ウイルスの複製を成功させる方法を明らかにしている。これらの洞察はKSHVの理解を深めるのに役立ち、関連する病気に対処するための新しいアプローチにつながるかもしれない。

今後の方向性

ORF48のようなウイルスタンパク質や免疫経路との相互作用に関する研究を続けることで、KSHVが採用している追加の戦略を明らかにすることが期待されている。この知識は、KSHV関連の病気に対するより良い治療法やワクチンの開発に貢献し、ウイルス感染とそれが人間の健康に与える影響に立ち向かう能力を高めることができるだろう。

オリジナルソース

タイトル: ORF48 is required for optimal lytic replication of Kaposis Sarcoma-Associated Herpesvirus

概要: Kaposis sarcoma-associated herpesvirus (KSHV) establishes persistent infection in the host by encoding a vast network of proteins that aid immune evasion. One of these targeted innate immunity pathways is the cGAS-STING pathway, which inhibits the reactivation of KSHV from latency. Previously, we identified multiple cGAS/STING inhibitors encoded by KSHV, suggesting that the counteractions of this pathway by viral proteins are critical for maintaining a successful KSHV life cycle. However, the detailed mechanisms of how these viral proteins block innate immunity and facilitate KSHV lytic replication remain largely unknown. In this study, we report that ORF48, a previously identified negative regulator of the cGAS/STING pathway, is required for optimal KSHV lytic replication. We used both siRNA and deletion-based systems to evaluate the importance of intact ORF48 in the KSHV lytic cycle. In both systems, loss of ORF48 resulted in defects in lytic gene transcription, lytic protein expression, viral genome replication and infectious virion production. ORF48 genome deletion caused more robust and global repression of the KSHV transcriptome, possibly due to the disruption of RTA promoter activity. Mechanistically, overexpressed ORF48 was found to interact with endogenous STING in HEK293 cells. Compared with the control cell line, HUVEC cells stably expressing ORF48 exhibited repressed STING-dependent innate immune signaling upon ISD or diABZI treatment. However, the loss of ORF48 in our iSLK-based lytic system failed to induce IFN{beta} production, suggesting a redundant role of ORF48 on STING signaling during the KSHV lytic phase. Thus, ORF48 is required for optimal KSHV lytic replication through additional mechanisms that need to be further explored. Author SummaryKaposi sarcoma-associated herpesvirus (KSHV) causes persistent infection in a host that leads to two deadly cancers, Kaposi Sarcoma and Primary Effusion Lymphoma, especially in immunocompromised people. Unfortunately, there is no vaccine or viral-specific treatment for KSHV-related diseases, due to our limited knowledge of detailed immune evasion strategies by KSHV. KSHV blocks multiple immune pathways to maintain its lifelong infection, one of which is the DNA-sensing cGAS-STING pathway. Here, we reported that ORF48, a KSHV-encoded STING inhibitor is required for optimal KSHV lytic reactivation and viral production. A successful KSHV infection requires both intact ORF48 DNA and mRNA at different stages of its lytic life cycle. Further study reveals that ORF48 binds to STING and blocks STING-dependent innate immunity, and additional mechanisms may contribute to its role in lytic replication. Our findings provide insight into viral immune evasion strategies, which would contribute to a better understanding of all viral diseases.

著者: Zhe Ma, B. H. S. Veronese, A. Nguyen, K. Patel, K. Paulsen

最終更新: 2024-02-29 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.29.582672

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.29.582672.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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