甲型流感病毒与宿主蛋白相互作用对病毒复制周期的影响_王瑶琦.pdf

2023(15):41-46,131专论与综述 fusion peptide and feline Coronavirus virulence J.Emerg Infect Dis,2012,18(7):1089-1095.45 FELTEN S,WEIDER K,DOENGES S,et al.Detection of feline Coronavirus spike gene mutations as a tool to diagnose feline infectious peritonitis J.J Feline Med Surg,2017,19(4):321-335.46 BARKER E N,STRANIERI A,HELPS C R,et al.Limitations of using feline Coronavirus spike protein gene mutations to diagnose feline infectious peritonitis J.Vet Res,2017,48(1):60.Research progress on diagnostic methods of feline infectious peritonitisXU Xiaolin,WANG Huiyu,YUAN Xiangfen,KONG Yufang,WU Shaoqiang(Institute of Animal Inspection and Quarantine,Chinese Academy of Inspection and Quarantine,Beijing 100176,China)Abstract:Feline infectious peritonitis(FIP)is a systemic and fatal disease caused by Feline infectious peritonitis virus(FIPV).In recent years,FIP has been widely prevalent around the world,and the infection rate is on the rise.This paper summarized the diagnostic methods of FIP in order to provide reference and guidance for clinical and laboratory diagnosis of FIP.Keywords:feline infectious peritonitis;Feline coronavirus;effusion;diagnosis;immunohistochemistry;gene mutations(020)收稿日期:2022-11-20;修回日期:2023-02-13基金项目:辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC2007114);辽宁省重点研发项目(2020JH2/10200035)作者简介:王瑶琦(2000 ),女,硕士研究生,研究方向为分子病毒学,wangyaoqi0524 .通信作者:张莹(1982),女,教授,博士,研究方向为分子病毒学,yingzhang18 .DOI:10.13881/ki.hljxmsy.2022.11.0212 甲型流感病毒与宿主蛋白相互作用对病毒复制周期的影响 王瑶琦1,汤思淇1,李海玲1,冯亚莉1,徐艺娜1,苏超凡1,冷昊钰1,王永涛1,张月美2,太晓春3,张 莹1(1.沈阳农业大学 动物科学与医学学院,沈阳 110161;2.高唐县畜牧水产事业中心,山东 高唐 252800;3.山东海利生物制品有限公司,山东 潍坊 262233)中图分类号:S855.3 文献标识码:A文章编号:1004-7034(2023)15-0041-07摘 要:甲型流感病毒(Influenza A virus,IAV)是一种通过消化道、呼吸道等途径传播且危害严重的人畜共患病原体。目前,接种疫苗仍是预防流感最有效的方法,但流感病毒极易发生基因重组和变异从而产生新型流感病毒,导致动物体无法获得对流感病毒的持久免疫力,为疫苗的研制带来困难。对病毒与宿主因子之间的相互作用进行研究,可以为筛选出与病毒蛋白存在相互作用的宿主因子并深入研究其具体机制提供资料。因此,文章对 IAV 与宿主蛋白相互作用,这些相互作用促进病毒繁殖与复制的分子机制及激发宿主防御机制的研究进展进行了综述,以期为深入理解 IAV 感染的分子机制及机体的抗病毒机制提供参考。关键词:甲型流感病毒;蛋白质;病毒-宿主;相互作用;宿主因子;宿主防御 开放科学(资源服务)标识码Open Science Identity(OSID)甲型流感病毒(Influenza A virus,IAV)属于正黏病毒科流感病毒属,是由 8 个负链 RNA 片段组成的一种传染性极强的人畜共患病原体,可感染禽类、人类及其他哺乳动物,严重危害公共卫生和社会经济。IAV 同其他病毒一样,需要依赖宿主细胞完成生命周期,在生命周期的各个阶段均有宿主蛋白的参与,它们与病毒自身蛋白相互作用对病毒的复制周期产生促进或抑制作用,进而调控流感病毒的复制。影响IAV 复制的宿主因子见表 1。IAV 的 8 个基因组片段编码 10 种必需蛋白如聚合酶碱性蛋白 1(PB1)、聚合酶碱性蛋白 2(PB2)、142023(15):41-46,131专论与综述 表 1 影响 IAV 复制的宿主因子Table 1 Host factors affecting IAV replication病毒蛋白促进因子抑制因子参考文献vRNPsANP32A/B、UAP56、PRMT5、CNOT4、FMRP hnRNP AB、TRIM32、PKP2、PLSCR1、MOV10、HDAC6、HAX11-12HASLC35A1、FFAR2、Cav1.2、PARP1、IGDCC4B4GALNT213-18NAHsp90-19M1C1qAHsc70、CypA20-22M2UBR4-23NS1eIF4GI、PABP1、RIG-、TRIM25、PI3K、PKR2 CPSF30、NF908,24-28NS2HRB、F1Fo-ATPase、CHD3ASB1329-32PB1-F2NLRX1、ANT3、VDAC-1-33-34 注:粗体为文中提及到的影响 IAV 复制的宿主因子;-表示无相关项目。聚合酶酸性蛋白(PA)、血凝素(HA)、核蛋白(NP)、神经氨酸酶(NA)、基质蛋白(M1)、离子通道蛋白(M2)、非结构蛋白 1(NS1)、非结构蛋白 2(NS2)和非必需附件蛋白如 PB1-F2、PA-X 等。这些蛋白质会参与病毒复制周期的不同阶段,包括吸附、入侵、vRNP 入核、病毒基因组的转录及复制、子代 vRNP 出核及病毒在细胞质中的组装和出芽释放等(见 131 页彩图 1)35。现如今,通过使用抗流感药物和接种疫苗两种方法可有效防治流感病毒,但由于流感病毒易发生突变和重组,现有的抗流感药物和疫苗效果逐渐下降,因此寻找新的抗病毒机制至关重要。虽然对病毒的生命周期及参与的宿主因子有了一定认识,但流感病毒与宿主因子相互作用的具体机制还有待于深入了解。本文综述了病毒蛋白与宿主蛋白相互作用对流感病毒复制周期的调控作用,以期为深入理解IAV 感染的分子机制及机体的抗病毒机制提供参考,为进一步研发抗流感病毒的药物和疫苗指明方向。1 IAV 的复制周期及相互作用的宿主因子IAV 的复制周期主要包括 5 个阶段:吸附与入侵、vRNP 入核、转录和复制、子代 vRNP 出核及 vRNP的组装和出芽释放。这一整个生命周期都有宿主蛋白的参与,它们与病毒自身蛋白相互作用调控病毒生命周期的各个阶段,而深入了解 IAV 复制周期的各个阶段有助于找到防治流感病毒的新机制。1.1 吸附与入侵IAV 感染细胞的第一步是病毒粒子表面的 HA与宿主细胞表面的唾液酸受体结合,从而将病毒粒子吸附至细胞膜表面36。唾液酸受体可分为唾液酸-2,6-半乳糖和唾液酸-2,3-半乳糖,前者与人流感病毒结合而后者与禽流感病毒结合37。病毒吸附后,很快就会被宿主细胞内吞形成内体,内体在运输的过程中不断酸化,促进了 HA 前体 HA0 被细胞的蛋白酶水解-活化-裂解为 HA1 和 HA2,HA2 暴露出N 端的融合肽进而插入到内体膜中,促进内体膜与病毒包膜的融合,将病毒粒子释放入细胞质中,使 M1与 vRNP 分离,完成脱壳38。参与吸附与入侵的宿主因子有 Cav1.2、FFAR2、SLC35A1 和免疫球蛋白超家族 DCC 亚类成员 4(IGDCC4)等。IAV 进入宿主细胞的第一步是 HA 与宿主细胞表面的唾液酸受体结合,从而使流感病毒附着在细胞表面39,唾液酸受体的转运蛋白 SLC35A1能够将一部分唾液酸转运到细胞表面,促进了唾液酸与 HA 的结合,从而促进病毒粒子进入宿主细胞中13。Wang G.W.等14研究结果表明,FFAR2 蛋白与病毒 HA 和 M2 的相互作用是通过 FFAR2-arrestin1-AP2B1 信号级联介导流感病毒有效内吞到宿主细胞内来实现的。此外,电压依赖型钙离子通道Cav1.2 与 HA 是通过 Cav1.2 的结构域相互作用的,IAV 感染诱导钙离子(Ca2+)流入细胞,细胞内高Ca2+水平可促进 IAV 的内吞摄取15。Song Y.M.等17研究结果表明,IGDCC4 通过与 HA 相互作用促进病毒内化到宿主细胞中。而在病毒吸附过程中,糖基转移酶 B4GALNT2 能够阻碍 HA 与唾液酸受体结合,从而抑制病毒粒子吸附细胞18。1.2 vRNP 入核众所周知,IAV 的 vRNP 是在宿主细胞的细胞核内进行转录和复制的,而 vRNP 需要通过核孔(NPC)进入细胞核中39。构成 vRNP 的四种蛋白 PA、PB1、PB2 和 NP 都含有核定位信号(NLS),其中 NP 和PB2 可以单独进入细胞核,而 PB1 和 PA 则需要形成二聚体进入细胞核。参与 vRNP 入核的宿主因子主要有莫罗尼白血病病毒 10(MOV10)和磷脂酶 1(PLSCR1)。Luo W.Y.等9研究结果表明,PLSCR1 可通过与 NP 和输入蛋白 族成员形成三聚体复合物,抑制输入蛋白 进入复合物中,从而破坏 NP 的核输入,抑制病毒复制。宿主因子 MOV10 也可抑制 NP 入核,发挥同PLSCR1 一样的作用10。此外,筛选发现还有很多宿主蛋白参与 vRNP 的入核过程,如 ACP2、MxA 和Hsp40 等。1.3 转录和复制当 vRNP 进入细胞核后,病毒基因组开始进行转242023(15):41-46,131专论与综述录和复制。vRNP 上的 RNA 依赖性 RNA 聚合酶是由PB1、PB2 和 PA 构成的,其中 PB1 具有 RNA 聚合酶功能,是病毒转录和复制的活性中心,PB2 具有结合宿主 5mRNA 帽子结构的活性,而 PA 则具有核酸内切酶活性39-40。病毒基因组 vRNA 在细胞核中充当合成 mRNA 和 cRNA 的模板,而 cRNA 又是合成子代vRNA 的模板40。经过转录产生的 mRNA 被释放到细胞质中与宿主细胞的核糖体合成病毒蛋白质,新合成的病毒蛋白质进入细胞核中协助病毒 mRNA 转录和 vRNA 复制。参与转录和复制的宿主因子有 ANP32A/B、CNOT4、UAP56、YBX3 和 ZAP 等。ANP32A/B 是IAV 聚合酶发挥功能所必需的宿主因子,它们为结构类似的同一家族蛋白,在流感病毒复制过程中发挥的作用一致,且二者存在功能补偿机制。ANP32A/B 与RdRp 的相互作用发生在宿主细胞的细胞核内,这种相互作用能促使 cRNA 合成 vRNA,从而促进流感病毒的复制41-42。Zhang H.L.等1研究结果表明,人类 ANP32A/B 是决定病毒聚合酶活性和病毒复制