A型流感病毒聚合酶復(fù)制必需的宿主因子及其作用機(jī)制

A型流感病毒是引起人和動(dòng)物流感的主要病原，對(duì)人類的生命健康和社會(huì)生活形成巨大威脅。A型流感病毒亞類較多，感染宿主較廣，且可以跨種傳播進(jìn)而造成流感大流行，因此A型流感病毒的跨種傳播機(jī)制一直是本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

流感病毒的RNA聚合酶是該病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的物質(zhì)基礎(chǔ)，在病毒的跨物種傳播中發(fā)揮重要作用。其需借助某些宿主蛋白來完成病毒的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制過程，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有多種宿主因子參與到該過程中，但均只起到輔助作用，而非必不可少。研究發(fā)現(xiàn)酸性核磷蛋白32(ANP32)家族蛋白ANP32A與禽流感病毒聚合酶的種屬特異性相關(guān)，但關(guān)于ANP32A及其家族其它蛋白與流感病毒聚合酶的相互作用及功能并不清楚。

近期發(fā)表于《Journal of Virology》的一項(xiàng)研究，首次證明了宿主因子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(diǎn)。

該研究首先利用CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建了一系列宿主因子敲除d的HEK293T細(xì)胞系，再對(duì)其轉(zhuǎn)染H1N1亞型流感病毒A/Sichuan/01/2009(H1N1/SC09)聚合酶報(bào)告系統(tǒng)，結(jié)果顯示人DEx D/H-box家族蛋白成員DEAD box protein 17(DDX17)、NIK-IKK結(jié)合蛋白(NIBP)、具有CCCH鋅指結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)15(ZC3H15)單獨(dú)敲除時(shí)使聚合酶活性下降2～4倍，而人 ANP32A(huANP32A)或 ANP32B(huANP32B)單獨(dú)敲除時(shí)均不影響病毒的聚合酶活性。由于ANP32A與ANP32B為結(jié)構(gòu)類似的同一家族蛋白，因此推測(cè)二者可能功能類似，單獨(dú)敲除一個(gè)蛋白，另一個(gè)蛋白仍然會(huì)發(fā)揮作用，因此該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了ANP32A&B雙敲除的細(xì)胞系(DKO)。將不同亞型人流感病毒聚合酶報(bào)告系統(tǒng)轉(zhuǎn)染huANP32A單獨(dú)敲除的細(xì)胞系(AKO)、huANP32B單獨(dú)敲除的細(xì)胞系(BKO)及DKO，結(jié)果顯示，在同時(shí)缺失huANP32A和huANP32B的情況下(DKO細(xì)胞系)，不同亞型流感病毒聚合酶活性均下降10000倍以上。人H1N1亞型流感病毒A/WSN/1933(WSN)感染試驗(yàn)也表明DKO細(xì)胞系中病毒的復(fù)制下降1 000倍以上。這提示huANP32A和huANP32B是不同亞型人流感病毒復(fù)制所必須的宿主蛋白。

將不同亞型人流感病毒聚合酶轉(zhuǎn)染細(xì)胞系，同時(shí)單獨(dú)回補(bǔ)huANP32A、huANP32B，或同時(shí)回補(bǔ)該兩種蛋白，結(jié)果顯示單獨(dú)回補(bǔ)或同時(shí)回補(bǔ)均可以恢復(fù)聚合酶復(fù)制活性，但huANP32A與huANP32B無疊加效應(yīng)。WSN感染試驗(yàn)也表明huANP32A或huANP32B的回補(bǔ)可以恢復(fù)病毒的復(fù)制能力。這提示huANP32A與huANP32B支持流感病毒聚合酶活性及病毒感染的功能是一致的，且二者存在功能補(bǔ)償機(jī)制。

隨后該研究又評(píng)估了不同物種(人、禽、馬、豬、犬)流感病毒對(duì)不同物種ANP32蛋白的依賴性，發(fā)現(xiàn)不同物種流感病毒的聚合酶活性均需要ANP32蛋白支持，首次揭示了ANP32A和ANP32B是不同物種流感病毒聚合酶發(fā)揮功能的決定性宿主蛋白。

該研究發(fā)現(xiàn)禽源ANP32B由于關(guān)鍵位點(diǎn)129/130氨基酸的突變，導(dǎo)致其天然喪失對(duì)流感病毒聚合酶活性的支持，僅有禽源ANP32A可以有效支持流感病毒聚合酶活性，這使得禽源ANP32A蛋白可以作為抗流感病毒的唯一靶點(diǎn)。

研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)ANP32A及ANP32B的129/130位點(diǎn)，也是其發(fā)揮支持聚合酶活性的關(guān)鍵功能位點(diǎn)。

該研究成果首次揭示了ANP32A與ANP32B蛋白在不同物種流感病毒復(fù)制過程中發(fā)揮著決定性作用，同時(shí)也為新型抗流感藥物及轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研發(fā)提供有效靶點(diǎn)。