腸道病毒-D68(EV-D68)是一種呼吸道傳播的新發病毒。自2014美國暴發大規模疫情以來,EV-D68已在全球范圍內呈現持續流行趨勢。其感染不僅引發兒童呼吸道癥狀,臨床研究還發現其與急性弛緩性脊髓炎及中樞神經系統損傷密切相關。由于缺乏有效的防治手段,EV-D68正逐漸成為全球公共衛生安全的重大威脅
近日,天津大學生命科學學院王濤教授團隊先后在《PLOS Pathogens》和《Journal of Virology》發表研究論文,深入揭示了EV-D68為代表的腸道病毒劫持宿主蛋白合成機器,促進病毒復制,實現免疫逃逸的新機制。
LARP1是一種RNA結合蛋白,能夠通過調控TOP類mRNA的翻譯參與細胞應激應答;PABPC1則是真核翻譯起始中的核心蛋白,能穩定mRNA并促進其翻譯。
發表于《PLOS Pathogens》題為“EV-D68 cleaves LARP1 and PABPC1 by 3Cpro to redirect host mRNA translation machinery toward its genomic RNA”的論文中,王濤團隊報導EV-D68感染顯著抑制宿主整體蛋白翻譯水平,LARP1和PABPC1分別被病毒蛋白酶3Cpro和2Apro切割,而EV-D68切割削弱其翻譯調控功能,達到削弱宿主翻譯的目的;病毒可利用IRES介導的不同于宿主的翻譯機制,增強病毒自身的蛋白合成和病毒復制。
團隊進一步證實:在正常情況下,mTOR和CDK1被磷酸化,并使LARP1與結合宿主mRNA的5'帽分離(藍色標記),這種分離允許招募翻譯起始復合物啟動mRNA 翻譯。EV-D68感染后,mTOR和CDK1通路的激活受到抑制,從而阻止LARP1與結合的病毒mRNA(紅色標記)分離,抑制病毒mRNA的翻譯啟動。為了克服這種抑制作用,EV-D68 3Cpro在Q371位點特異性切割LARP1,釋放結合的病毒mRNA,啟動病毒RNA翻譯。同時,EV-D68還利用2Apro和3Cpro切割eIF4G和PABPC1,從而抑制帽依賴的宿主mRNA翻譯,并搶奪被釋放的翻譯起始因子。因此,通過切割PABPC1和LARP1,EV-D68實現了對宿主蛋白合成機器的劫持。該研究系統揭示了EV-D68通過編碼的蛋白酶切割宿主關鍵翻譯調控因子LARP1與PABPC1,從而重編程定向宿主翻譯程序,促進病毒自身復制的分子機制。
審稿人對該研究給予了高度評價:“作者做出了一項非常有趣和有見地的研究,這不僅是對腸道病毒領域的重要補充,而且更廣泛地為LARP1對翻譯的調節提供了有意義的見解。”
天津大學醫學部生命科學學院王濤教授和環境科學與工程學院王志云副教授為本文的共同通訊作者。生命科學學院碩士研究生譚汝陽、博士后黃夢倩和碩士研究生張玉玲為本文的共同第一作者。天津大學醫學部生命科學學院為本論文第一完成單位。此工作得到了國家自然科學基金(32170144,32470146)的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1013098在發表于《Journal of Virology》題為“The structural protein VP3 of enterovirus D68 interacts with MAVS to inhibit the NF-κB signaling pathway”的論文中,王濤教授團隊發現EV-D68結構蛋白VP3可以與線粒體抗病毒信號蛋白(MAVS)的跨膜(TM)結構域發生相互作用,顯著抑制了NF-κB信號通路的的激活。同時VP3通過誘導線粒體損傷,導致MAVS從線粒體上解離,進一步影響其正常功能。該研究為腸道病毒新型抗病毒藥物的開發提供了新的理論依據。
團隊評估了EV-D68 VP3對NF-κB信號通路的調控作用,證實VP3可顯著抑制NF-κB通路激活及下游炎癥因子表達。同時通過觀察線粒體形態與包含線粒體膜電位在內的線粒體生理指標發現EV-D68感染以及EV-D68 VP3的過表達均會導致線粒體損傷的發生,同時VP3還會誘導MAVS從線粒體上釋放,并抑制MAVS的寡聚化,從而阻斷MAVS介導的抗病毒信號級聯反應。
基于以上結果,作者發現EV-D68 VP3與MAVS之間存在相互作用,其中VP3的C端的1-85氨基酸區域與MAVS的TM結構域是兩者互作的關鍵,同時該團隊還發現EV-A71與CV-A16的VP3同樣能夠與MAVS相互作用抑制NF-κB的激活,提示該免疫逃逸策略在腸道病毒中具有廣譜性。
本研究深入探討了EV-D68結構蛋白VP3與MAVS介導NF-κB信號通路之間的關系,豐解釋了腸道病毒結構蛋白介導的逃逸宿主先天免疫的新機制。為腸道病毒新的治療和預防方案提供了一個新的潛在靶點。
王濤教授和環境科學與工程學院王志云副教授為本文的共同通訊作者。天津大學醫學部生命科學學院碩士研究生陳宏華、博士后黃夢倩和碩士研究生侯貝為本文的共同第一作者。天津大學醫學部生命科學學院為本論文第一完成單位。此工作得到了國家自然科學基金(32170144)和國家重點研發計劃 (2021YFC2600503)的資助。
文章鏈接:https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.00163-25
編輯:吃一口小貓
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