新聞科研進(jìn)展
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，可導致人類(lèi)或動(dòng)物嚴重疾病的發(fā)生，是嚴重危害人類(lèi)生命健康和社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的一類(lèi)正鏈RNA病毒。正鏈RNA病毒的基因組復制和轉錄過(guò)程（簡(jiǎn)稱(chēng)“轉錄復制”）由病毒編碼的依賴(lài)RNA的RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase，RdRP）為核心組裝成與內質(zhì)網(wǎng)膜結構相關(guān)的“復制復合體”（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。黃病毒編碼的非結構蛋白NS5是N端甲基轉移酶和C端RdRP的融合體，而非結構蛋白NS3則為N端蛋白酶和C端NTP酶/解旋酶的融合體，兩者均在轉錄復制過(guò)程中發(fā)揮重要作用。宿主因子可通過(guò)參與膜結構的形成或與復制復合體中的病毒蛋白互作來(lái)正向調控轉錄復制過(guò)程，但其通過(guò)與RdRP直接相互作用來(lái)抑制轉錄復制的案例鮮有報道。
中國科學(xué)院武漢病毒研究所王漢中研究員/鄭振華研究員團隊長(cháng)期從事病毒與宿主互作機制研究，龔鵬研究員團隊長(cháng)期從事病毒RdRP催化機制研究，近期在一項多團隊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)下調其聚合酶活性從而抑制病毒增殖的分子機制。LGP2是RIG-I樣受體蛋白（RIG-I-like receptors，RLRs）之一，可通過(guò)介導RLRs信號通路來(lái)調控干擾素和細胞因子，引起抗病毒反應。本研究發(fā)現：
（1）LGP2可不依賴(lài)傳統的干擾素相關(guān)過(guò)程來(lái)抑制ZIKV和TBEV在細胞水平的增殖；（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，LGP2的調控結構域（regulatory domain，RD）是LGP2-NS5互作的核心區域，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)驗發(fā)現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復合物的形成，但是LGP2的RNA結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，但具體分子機制有待進(jìn)一步研究（圖2）。
綜上所述，本研究發(fā)現了宿主LGP2通過(guò)直接相互作用下調NS5 RdRP活性來(lái)抑制蟲(chóng)媒黃病毒增殖的新機制，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”。此項研究主要受到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目（2018YFA0507200，項目負責人為陳新文研究員）、中國博士后科學(xué)基金（2020M672579）、國家自然科學(xué)基金（32000136）和中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )項目（2022341）的資助。中國科學(xué)院武漢病毒研究所/廣州婦女兒童醫療中心聯(lián)合培養的博士后譚忠元和中國科學(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）競爭性Co-IP分析LGP2對 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結合缺失突變蛋白（Mutant）抑制NS5聚合酶活性和病毒復制。（A）和（B）LGP2 RD WT具備結合RNA的能力并影響NS5-RNA復合物的形成，而 LGP2 RD Mutant則喪失了結合RNA的能力但不影響NS5-RNA復合物的形成；（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的復制。