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工作動(dòng)態(tài)
武漢病毒所合作揭示宿主因子LGP2通過(guò)下調(diào)RdRP活性抑制蟲(chóng)媒黃病毒增殖的分子機(jī)制
蟲(chóng)媒黃病毒包括以蚊為傳播媒介的登革病毒（DENV）、寨卡病毒（ZIKV）和以蜱為傳播媒介的蜱傳腦炎病毒（TBEV）、鄂木斯克出血熱病毒（OHFV）等，可導(dǎo)致人類或動(dòng)物嚴(yán)重疾病的發(fā)生，是嚴(yán)重危害人類生命健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一類正鏈RNA病毒。正鏈RNA病毒的基因組復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程（簡(jiǎn)稱“轉(zhuǎn)錄復(fù)制”）由病毒編碼的依賴RNA的RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase，RdRP）為核心組裝成與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)相關(guān)的“復(fù)制復(fù)合體”（replication complex，RC）來(lái)完成，多種病毒蛋白和宿主因子可參與該過(guò)程。黃病毒編碼的非結(jié)構(gòu)蛋白NS5是N端甲基轉(zhuǎn)移酶和C端RdRP的融合體，而非結(jié)構(gòu)蛋白NS3則為N端蛋白酶和C端NTP酶/解旋酶的融合體，兩者均在轉(zhuǎn)錄復(fù)制過(guò)程中發(fā)揮重要作用。宿主因子可通過(guò)參與膜結(jié)構(gòu)的形成或與復(fù)制復(fù)合體中的病毒蛋白互作來(lái)正向調(diào)控轉(zhuǎn)錄復(fù)制過(guò)程，但其通過(guò)與RdRP直接相互作用來(lái)抑制轉(zhuǎn)錄復(fù)制的案例鮮有報(bào)道。
中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所王漢中研究員/鄭振華研究員團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事病毒與宿主互作機(jī)制研究，龔鵬研究員團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事病毒RdRP催化機(jī)制研究，近期在一項(xiàng)多團(tuán)隊(duì)研究中合作揭示了宿主蛋白LGP2可通過(guò)直接作用于蟲(chóng)媒黃病毒NS5的RdRP來(lái)下調(diào)其聚合酶活性從而抑制病毒增殖的分子機(jī)制。LGP2是RIG-I樣受體蛋白（RIG-I-like receptors，RLRs）之一，可通過(guò)介導(dǎo)RLRs信號(hào)通路來(lái)調(diào)控干擾素和細(xì)胞因子，引起抗病毒反應(yīng)。本研究發(fā)現(xiàn)：
（1）LGP2可不依賴傳統(tǒng)的干擾素相關(guān)過(guò)程來(lái)抑制ZIKV和TBEV在細(xì)胞水平的增殖；（2）通過(guò)免疫共沉淀、生物素親和純化與免疫熒光共定位等方法表明LGP2通過(guò)與ZIKV NS5的RdRP區(qū)域直接互作定位于RC，并影響NS5與NS3的互作（圖1）；（3）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，LGP2的調(diào)控結(jié)構(gòu)域（regulatory domain，RD）是LGP2-NS5互作的核心區(qū)域，并且該相互作用在抑制病毒增殖中起到關(guān)鍵作用；（4）通過(guò)RdRP酶學(xué)表征實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)LGP2抑制DENV和TBEV NS5的RdRP活性，并且主要影響RNA合成的延伸前（pre-elongation）步驟。雖然LGP2能夠干擾NS5-RNA復(fù)合物的形成，但是LGP2的RNA結(jié)合缺失突變蛋白仍然能夠抑制NS5的RdRP活性，表明LGP2-NS5的蛋白直接互作是干擾NS5 RdRP活性的主要因素之一，但具體分子機(jī)制有待進(jìn)一步研究（圖2）。
綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)了宿主LGP2通過(guò)直接相互作用下調(diào)NS5 RdRP活性來(lái)抑制蟲(chóng)媒黃病毒增殖的新機(jī)制，為病毒防治和抗病毒藥物研發(fā)提供了新路徑。
相關(guān)研究成果于近期發(fā)表在國(guó)際病原學(xué)領(lǐng)域經(jīng)典期刊PLoS Pathogens上，論文題目為“LGP2 directly interacts with flavivirus NS5 RNA-dependent RNA polymerase and downregulates its pre-elongation activities”。此項(xiàng)研究主要受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018YFA0507200，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為陳新文研究員）、中國(guó)博士后科學(xué)基金（2020M672579）、國(guó)家自然科學(xué)基金（32000136）和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)項(xiàng)目（2022341）的資助。中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所/廣州婦女兒童醫(yī)療中心聯(lián)合培養(yǎng)的博士后譚忠元和中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所青年研究員吳繼芹為論文的共同第一作者，中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所龔鵬研究員、王漢中研究員和廣州婦女兒童醫(yī)療中心陶建平主任為共同通訊作者。
文章鏈接：https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1011620
圖1. LGP2與ZIKV的RC共定位。（A）生物素親和純化與LGP2鄰近的ZIKV蛋白；（B）競(jìng)爭(zhēng)性Co-IP分析LGP2對(duì) ZIKV NS3和NS5互作的影響；（C-E）免疫熒光共定位分析LGP2與ZIKV RC的共定位關(guān)系。
圖2. LGP2野生型（WT）和RNA結(jié)合缺失突變蛋白（Mutant）抑制NS5聚合酶活性和病毒復(fù)制。（A）和（B）LGP2 RD WT具備結(jié)合RNA的能力并影響NS5-RNA復(fù)合物的形成，而 LGP2 RD Mutant則喪失了結(jié)合RNA的能力但不影響NS5-RNA復(fù)合物的形成；（C）和（D）LGP2 RD WT和Mutant都能夠抑制NS5的聚合酶活性；（E）和（F）LGP2 WT和 RD Mutant都能夠抑制ZIKV和TBEV的復(fù)制。