【前沿&進(jìn)展】Cell Reports | 浙大-華南農(nóng)大團(tuán)隊(duì)揭示HEV ORF3蛋白相分離驅(qū)動(dòng)脂滴形成

HEV是一種單鏈正義RNA病毒，為人畜共患病原體，可引起急性或慢性肝炎，尤其對(duì)孕婦和免疫低下人群危害嚴(yán)重。HEV基因組包含3個(gè)開放閱讀框（ORF1-3），其中編碼蛋白pORF1負(fù)責(zé)病毒RNA復(fù)制，pORF2構(gòu)成病毒衣殼，而pORF3對(duì)病毒體內(nèi)感染必需、具有介導(dǎo)準(zhǔn)囊膜HEV（eHEV）的組裝與釋放、拮抗宿主天然免疫、調(diào)控細(xì)胞代謝等多種功能。液-液相分離（LLPS）是生物大分子通過自發(fā)相分離形成無膜細(xì)胞器（Membraneless Organelles, MLOs）的物理過程，其核心驅(qū)動(dòng)因素包括分子間多價(jià)相互作用及細(xì)胞微環(huán)境調(diào)控。近年來多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)病毒利用LLPS實(shí)現(xiàn)生命周期的多個(gè)關(guān)鍵步驟，包括入侵、復(fù)制、組裝及免疫逃逸。脂滴（LDs）是動(dòng)態(tài)細(xì)胞器，儲(chǔ)存甘油三酯（TAG）和膽固醇酯（CE）等中性脂質(zhì)，參與能量代謝和膜合成，也已報(bào)道與新冠病毒、丙肝病毒、登革病毒等多種病毒的生命周期密切相關(guān)。

然而，HEV感染周期與肝脂代謝及脂滴生成的相互作用還未受到關(guān)注。近日，浙江大學(xué)與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)有關(guān)研究團(tuán)隊(duì)合作，在Cell Reports 上發(fā)表題為pORF3-Driven Biogenesis of Lipid Droplets Facilitates HEV Infectivity的研究工作，該研究從肝臟脂代謝和脂滴生物學(xué)以及細(xì)胞液-液相分離是否參與HEV生命周期，病毒蛋白pORF3如何實(shí)現(xiàn)其多種HEV病-宿互作功能等核心科學(xué)問題為出發(fā)點(diǎn)，最終發(fā)現(xiàn)一條獨(dú)特的“pORF3-LLPS-LD”軸，串聯(lián)詮釋了以上的部分未知空白，為理解HEV生命周期及病宿互作全景提供全新的視角。

研究發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞模型和沙鼠動(dòng)物模型中， HEV感染誘導(dǎo)顯著的肝細(xì)胞脂滴生成，包括脂滴數(shù)量和大小顯著增加，且脂滴水平與病毒滴度呈正相關(guān)。臨床表型上，高脂飲食組沙鼠肝臟HEV RNA拷貝數(shù)和糞便病毒載量較普通飲食組增加1.5-2倍，且肝臟脂滴消耗增加。敲除ORF3后， HEV突變株無法誘導(dǎo)脂滴生成，病毒滴度顯著降低，表明pORF3是脂滴生成的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子。機(jī)制上，pORF3通過其56-76位氨基酸的內(nèi)在無序區(qū)域（IDR）發(fā)生LLPS，形成具有流動(dòng)性的凝聚物，與脂滴表面結(jié)合并誘導(dǎo)“pORF3核心-脂質(zhì)外殼”的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，從而調(diào)控脂滴生物發(fā)生。pORF3通過LLPS凝聚物與膽固醇合成通路相互作用，顯著上調(diào)關(guān)鍵合成基因的表達(dá)，促進(jìn)脂滴主要成分TAG和CE合成；另一方面，HEV感染消耗肝細(xì)胞脂滴（通過釋放eHEV至胞外），而pORF3持續(xù)誘導(dǎo)脂滴生成以維持病毒復(fù)制或組裝需求，形成“消耗-再生”循環(huán)。

值得注意的是，使用降脂藥物阿托伐他汀抑制膽固醇合成，或者反向遺傳技術(shù)敲除病毒ORF3，都可以顯著減少肝細(xì)胞脂滴含量，降低HEV RNA拷貝數(shù)和病毒釋放，并在體內(nèi)外有效抑制HEV感染。工作揭示了脂代謝在HEV病宿互作中的重要作用，也表明抑制脂滴生成可能是有效阻斷HEV感染抗病毒干預(yù)新策略 (圖)，或?yàn)槁訦EV患者提供潛在的治療方案。

本研究重新審視并凸顯pORF3在HEV的體內(nèi)真實(shí)感染周期全過程中的關(guān)鍵作用，初步闡明肝細(xì)胞脂滴的生物形成受病毒pORF3蛋白引發(fā)的LLPS所驅(qū)動(dòng)，這是LLPS與脂滴的生物合成及功能重塑直接關(guān)聯(lián)的首次報(bào)道。工作揭示了脂滴代謝是HEV感染肝臟的關(guān)鍵樞紐之一，可能為HEV在感染細(xì)胞的“病毒工廠”提供能量、復(fù)制場(chǎng)所，以及準(zhǔn)囊膜病毒粒子（eHEV）的脂質(zhì)囊膜來源，因此為病毒如何劫持宿主脂類代謝通路提供了一個(gè)新范例。

此前本文通訊作者之一的黃耀偉教授在博士后期間（2007年）報(bào)道了豬HEV ORF3缺失突變株喪失對(duì)豬的感染能力。“pORF3-LLPS-LD”軸的發(fā)現(xiàn)提示pORF3不僅介導(dǎo)之前報(bào)道的eHEV的形成與釋放，還由于其具備形成相分離凝聚體的特征，可能扮演著HEV病毒工廠的“組織者”角色。從這一角度或可解釋pORF3為何是一種多功能蛋白：沒有pORF3凝聚體與細(xì)胞不同組分（包括LDs）的互作動(dòng)態(tài)地調(diào)控宿主微環(huán)境，HEV將無法在動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生具有感染性的子代或具備感染能力。因此，本研究工作的另一重要科學(xué)意義在于，通過pORF3凝聚體的發(fā)現(xiàn)，為詮釋HEV生命周期動(dòng)態(tài)全景提供了新見解，有望以LLPS為框架偶聯(lián)起不同的HEV分子病毒學(xué)事件。

浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院徐平龍教授、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院/動(dòng)物疫病防控全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃耀偉教授、浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院葉存奇教授、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院梁廷波教授為論文的共同通訊作者。浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心徐令東高級(jí)工程師和浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心張飛研究員為論文的共同第一作者。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116406