PLoS Pathog | 廣西大學(xué)覃一峰/黃偉堅團隊在豬星狀病毒入侵機制研究方面取得新進展

星狀病毒的宿主范圍廣，可感染包括人、豬、牛、羊、家禽和水禽等物種，導(dǎo)致感染宿主腹瀉、腦炎和痛風(fēng)等癥狀，對人類和動物健康造成嚴重威脅。然而，目前對該病毒的致病機理，尤其是該病毒入侵宿主的分子機制了解較少。鑒于該病毒是一種潛在的人獸共患病毒，解析其入侵機制對開發(fā)有效抗病毒策略至關(guān)重要。

近日，廣西大學(xué)研究團隊圍繞豬星狀病毒（PAstV）入侵宿主細胞的關(guān)鍵分子事件開展系統(tǒng)研究，相關(guān)論文“Genome-wide CRISPR screening identifies Annexin A1 as a facilitator of porcine astrovirus entry”在《PLOS Pathogens》在線發(fā)表。

該團隊利用全基因組 CRISPR–Cas9篩選技術(shù)，在豬源上皮細胞體系中構(gòu)建大規(guī)模敲除細胞群體，并施加病毒感染選擇壓力，以相對無偏的方式富集與感染表型相關(guān)的宿主基因。篩選信號與分層驗證共同指向 Annexin A1（ANXA1）為顯著候選因子，提示其與 PAstV 易感性存在緊密關(guān)聯(lián)。

圖1：CRISPR篩選鑒定出膜聯(lián)蛋白A1（ANXA1）是豬星狀病毒（PAstV）感染的關(guān)鍵入侵因子

在功能層面，結(jié)果指向一個相對明確的結(jié)論：ANXA1主要作用于入侵早期。ANXA1 缺失會降低病毒與細胞的結(jié)合，并使感染早期的病毒 RNA 與衣殼信號減弱；在缺失背景下補回 ANXA1，可恢復(fù)細胞易感性，支持其促進感染啟動。需要強調(diào)的是，ANXA1 缺失并未完全阻斷感染，提示 PAstV 進入可能依賴多種宿主因子協(xié)同；因此，ANXA1 更符合“進入促進因子/協(xié)同因子”的定位，即提高入胞效率，而非單獨決定病毒能否進入細胞。

在機制層面，研究將證據(jù)從“宿主因子影響感染表型”推進到“病毒與宿主的直接分子接觸”。多種互補實驗支持 ANXA1 可與 PAstV ORF2 衣殼蛋白直接相互作用，互作位點主要落在衣殼蛋白的酸性 C 端結(jié)構(gòu)域；一致地，細胞成像顯示 ANXA1 與進入中的病毒顆粒在細胞表面鄰近或共定位。上述結(jié)果支持一個更具體的解釋框架：ANXA1 通過與衣殼特定結(jié)構(gòu)域結(jié)合，促進病毒在細胞表面的有效附著與攝取，從而推動入侵早期步驟。

圖2： ANXA1通過其第三重復(fù)結(jié)構(gòu)域直接結(jié)合豬星狀病毒衣殼蛋白的酸性結(jié)構(gòu)域

基于全基因組篩選、功能驗證與互作定位結(jié)果，研究提出如下機制模型：PAstV 入侵過程中，ORF2 衣殼蛋白的酸性 C 端結(jié)構(gòu)域與 ANXA1 發(fā)生相互作用，ANXA1 作為進入?yún)f(xié)同因子增強病毒在細胞表面的附著與入胞推進，從而提高感染早期效率。該模型的價值在于為后續(xù)研究提供了明確且可操作的切入點：其一，可圍繞衣殼酸性 C 端結(jié)構(gòu)域開展結(jié)構(gòu)–功能解析，通過關(guān)鍵位點突變評估互作強度與入侵表型的因果關(guān)聯(lián)；其二，可在不同細胞背景、不同 PAstV 毒株及不同感染條件下系統(tǒng)評估 ANXA1 軸的適用邊界，并進一步篩查與 ANXA1 并行或互補的進入因子，以完善 PAstV 入胞過程的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)。

圖3：ANXA1 在 PAstV 感染中雙重作用的工作模型

總體而言，該研究以全基因組 CRISPR 篩選為起點，結(jié)合進入早期表型與蛋白互作證據(jù)，形成了從無偏篩選到分子界面的較完整證據(jù)鏈，將 ANXA1 界定為 PAstV 進入過程的促進因子，并據(jù)此構(gòu)建了可檢驗的機制框架。該工作為進一步解析 PAstV 入侵通路的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)、闡明進入步驟的關(guān)鍵限制環(huán)節(jié)，以及探索基于病毒—宿主界面的靶向干預(yù)策略提供了明確方向與研究基礎(chǔ)。

廣西大學(xué)為該論文第一單位，廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院在讀博士研究生羅宇航為本文第一作者，覃一峰助理教授和黃偉堅教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金等項目的資助。