A型流感病毒(IAV)以水禽为自然宿主,能够感染包括人类在内的多种哺乳动物和鸟类。IAV是引发季节性流感的主要病原体,而且可导致不定期的全球人流感大流行,对人类生命健康造成严重危害,也给全球经济和公共卫生造成巨大负担。该病毒在细胞内的复制过程十分复杂,需要大量宿主因子的参与。其中病毒囊膜与细胞晚期内吞体膜之间的融合过程由病毒血凝素(HA)蛋白介导,是病毒入侵细胞的关键步骤,然而目前仍未发现与HA蛋白相互作用从而参与病毒感染后膜融合阶段的宿主因子。
近日,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所动物流感基础与防控研究创新团队在 Science China Life Sciences 发表了题为“M6PR interacts with the HA2 subunit of influenza A virus to facilitate the fusion of viral and endosomal membranes”的研究论文,揭示了宿主因子阳离子依赖性甘露糖-6-磷酸受体(M6PR)通过与IAV的HA蛋白互作,介导病毒入侵的膜融合阶段,进而促进病毒复制的分子机制。
M6PR与A型流感病毒HA蛋白互作促进病毒感染后的膜融合过程
该研究通过siRNA干扰、CRISPR/Cas9基因敲除等方法确定了M6PR是参与IAV复制的关键宿主因子。在体外培养细胞中,利用siRNA干扰下调M6PR蛋白的表达能够明显降低不同亚型IAV的复制滴度,而在此基础上通过外源表达回补细胞内的M6PR蛋白后则能够恢复病毒在细胞内的复制水平。当利用siRNA干扰下调M6PR在细胞内的表达后,IAV复制周期的早期阶段受到明显抑制。
进一步研究发现,M6PR对IAV入侵细胞过程的吸附、内吞、早期内吞体中运输以及晚期内吞体酸化等环节都不产生影响,但是M6PR对病毒囊膜与晚期内吞体膜的融合过程至关重要。免疫共沉淀、GST pull-down、激光共聚焦分析等实验结果表明,M6PR的腔内结构域和病毒HA蛋白的HA2结构域存在明显的相互作用,而且两者之间的互作直接促进了IAV囊膜和晚期内吞体膜的融合,从而对IAV的复制发挥促进作用。因此,该研究揭示了IAV入侵细胞过程中病毒囊膜与晚期内吞体膜的融合除了需要晚期内吞体的酸性环境外,还需要关键宿主因子M6PR的参与,从而为研发抗流感病毒药物提供了潜在的靶标。
中国农业科学院哈尔滨兽医研究所博士生胡玉珍和研究员姜丽为论文第一作者,李呈军研究员和陈化兰院士为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、岭南现代农业科学与技术广东省实验室项目、现代农业产业技术体系等项目资助。
来源:中国科学生命科学 中国科学杂志社
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