ANP32A和ANP32B蛋白是HIV-1病毒復制過程中的關(guān)鍵宿主因子

人類免疫缺陷病毒1 型(Human immunodeficiency virus type 1，HIV-1)是人獲得性免疫缺陷綜合征即艾滋病(AIDS)的病原，HIV-1 感染人類免疫細胞，漸進性地破壞免疫系統(tǒng)，最終引發(fā)艾滋病。ANP32A(酸性核磷蛋白 32A)與 ANP32B 同屬于ANP32 蛋白家族，是近幾年新發(fā)現(xiàn)的與流感病毒復制相關(guān)的宿主蛋白。前期有研究證明宿主因子ANP32A/B 是A 型流感病毒聚合酶發(fā)揮功能所必需的宿主因子，并揭示了其與聚合酶相互作用的關(guān)鍵位點，為新型抗流感藥物及轉(zhuǎn)基因動物的研發(fā)提供了有效靶點(Zhang H et al.Journal of Virology 2019)。但是關(guān)于ANP32A/B 對其他病毒復制的影響及作用機制仍沒有明確的報道。

近日發(fā)表于《Journal of Biological Chemistry》的報道，首次證實了ANP32A/B 蛋白在HIV-1 病毒復制過程中具有重要作用，并闡明了其主要通過影響病毒的未完全剪切RNA 的核輸出過程影響病毒復制的具體機制。

該研究利用SRISPR/Cas9 技術(shù)構(gòu)建了ANP32A和ANP32B 單獨缺失和同時缺失的293T 細胞系，分別命名為AKO、BKO 和DKO。將囊膜蛋白缺失的HIV-1 基因組的重組質(zhì)粒與表達水泡性口炎病毒囊膜的重組質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染至3 種基因敲除和野生型(WT)細胞中，通過免疫印跡檢測Gag 的表達情況，結(jié)果顯示AKO 和BKO 對Gag 蛋白的表達沒有明顯的影響，而ANP32A 和ANP32B 同時敲除時細胞內(nèi)Gag 蛋白的表達和上清中病毒含量明顯降低。該結(jié)果提示ANP32A/B 可能在HIV-1 病毒復制過程中發(fā)揮一定的作用。

作者將HIV-1 假病毒分別感染W(wǎng)T 和DKO 細胞，通過熒光定量檢測發(fā)現(xiàn)早晚期逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物cDNA 含量在兩種細胞中沒有明顯的差異。然后通過細胞核質(zhì)分離的方法檢測病毒RNA 在兩種細胞中的核質(zhì)比例差異，并通過RNA Scope 技術(shù)對RNA在細胞內(nèi)的定位進行分析，結(jié)果均顯示在WT 細胞中病毒未完全剪切的gagRNA 主要定位在細胞質(zhì)中，而DKO 細胞中則大部分位于細胞核中，但是對于完全剪切的tat RNA 在兩種細胞中則沒有明顯的差異。以上結(jié)果表明ANP32A/B 蛋白可以促進病毒未完全剪切RNA 的核輸出過程。

HIV 的基因組在復制過程中通過剪切形成3 種不同的形式，即未剪切的、部分剪切的以及完全剪切的RNA，其中Rev 由完全剪切的RNA 在感染早期表達。在感染的晚期階段，Rev 會與新形成的未經(jīng)剪切的或者部分剪切的mRNA 中的RRE 原件相結(jié)合介導其向細胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運。該復合體則會招募CRM1 和Ran-GTP 以及其它宿主因子形成轉(zhuǎn)運復合體從而進行病毒蛋白的表達或者作為病毒基因組進行病毒粒子的組裝過程。

ANP32A/B 蛋白是否會參與該轉(zhuǎn)運過程目前仍沒有報道。作者研究發(fā)現(xiàn)ANP32A/B 能夠與Rev 蛋白在細胞核內(nèi)發(fā)生相互作用，且Rev 蛋白的RNA結(jié)合區(qū)和ANP32A/B 的亮氨酸富集區(qū)是兩者發(fā)生相互作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域。同時ANP32A/B 也能夠與CRM1 蛋白在細胞核膜周圍發(fā)生相互作用。該結(jié)果提示ANP32A/B 蛋白與Rev 和CRM1 發(fā)生相互作用共同促進HIV-1 病毒未完全剪切RNA 的核輸出過程。

該研究結(jié)果首次報道了ANP32A/B 蛋白在HIV-1 病毒復制過程中的重要作用，其與支持流感病毒復制的作用機制不同，主要通過與Rev 和CRM1 發(fā)生相互作用促進病毒未完全剪切RNA 的核輸出過程，該研究成功鑒定了一種新的參與HIV-1 RNA 轉(zhuǎn)運的宿主蛋白，為抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物的研究奠定一定的理論基礎(chǔ)。