E3泛素連接酶RNF114：一種新的抗豬瘟病毒宿主因子

研究進(jìn)展評述

在病毒與宿主進(jìn)化的過程中，E3 泛素連接酶作為宿主和病毒聯(lián)系的橋梁，介導(dǎo)這二者之間的相互作用。在宿主細(xì)胞中，E3 泛素連接酶通過調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞的抗病毒免疫應(yīng)答間接地抑制病毒復(fù)制，如調(diào)控信號通路、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞分化等。此外，E3 泛素連接酶也可以直接靶向并降解病毒編碼蛋白調(diào)控病毒復(fù)制。為逃逸宿主的抗病毒反應(yīng)，許多病毒編碼或劫持E3 泛素連接酶，修飾宿主蛋白以利于其復(fù)制，如：kK3 和kK5 通過調(diào)控宿主細(xì)胞膜中的MHC-I、MHC-II 以及細(xì)胞膜表面的免疫受體ICAM-1和DC-SIGN 等分子，抑制細(xì)胞的免疫應(yīng)答，幫助病毒逃逸宿主的免疫應(yīng)答。

RNF114 包含5 個保守的結(jié)構(gòu)域：RING 結(jié)構(gòu)、C2HC 結(jié)構(gòu)、2 個 C2H2 鋅指結(jié)構(gòu)和 UIM 結(jié)構(gòu)，RING 區(qū)域賦予RNF114E3 泛素連接酶活性。目前，有報道稱，人源RNF114 參與調(diào)控RIG-I/MDA5 信號通路、T 細(xì)胞激活、細(xì)胞周期、細(xì)胞分化和衰老等，鮮有文獻(xiàn)報道RNF114 與病毒的相互作用關(guān)系。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所仇華吉研究員團(tuán)隊前期研究發(fā)現(xiàn)，豬源RNF114 (pRNF114)為潛在的抗豬瘟病毒(CSFV)宿主分子，但其背后的分子機制未知。

近期仇華吉研究團(tuán)隊在《Journal of Virology》上發(fā)表了題為“Porcine RING finger protein 114 inhibits classical swine fever virus replication via the K27-linked polyubiquitination of viral NS4B”的研究論文，該研究首次報道了pRNF114 直接參與病毒調(diào)控，并進(jìn)一步解析其調(diào)控CSFV 復(fù)制的分子機制。

該研究首先檢測了CSFV 感染過程中pRNF114的表達(dá)情況，結(jié)果顯示在CSFV-SM (野毒株)感染豬的外周血單個核細(xì)胞(體內(nèi))以及 CSFV 感染的PK-15、肺泡巨噬細(xì)胞和外周血單個核細(xì)胞(體外)中，pRNF114 的mRNA 轉(zhuǎn)錄水平隨著CSFV 感染時間、感染劑量的增加而上調(diào)，表明pRNF114 參與調(diào)控CSFV 的復(fù)制。在pRNF114 抗病毒功能方面：該研究將不同劑量(MOI=0.01 和0.1)的rCSFV-Fluc(報告病毒株)或 CSFV-SM 感染過表達(dá) pRNF114 的PK-15 細(xì)胞系，在病毒感染24 h 和48 h 后，從熒光素酶活性、病毒滴度和基因組拷貝數(shù)3 個方面評價CSFV 的復(fù)制水平，結(jié)果顯示，過表達(dá)pRNF114 抑制CSFV 的復(fù)制；相反，將CSFV 感染敲除RNF114的PK-15 細(xì)胞系，在病毒感染后24 h 和48 h 檢測CSFV 復(fù)制水平，結(jié)果表明，敲除內(nèi)源性RNF114 則促進(jìn)CSFV 復(fù)制。過表達(dá)及敲除試驗均證實，pRNF114 是一種抗 CSFV 復(fù)制的宿主分子。在pRNF114 抗CSFV 分子機制方面：該研究構(gòu)建了pRNF114 (C64/67A)突變體，并經(jīng)體外泛素化試驗證實，pRNF114 (C64/67A)喪失了E3 泛素連接酶活性；將 CSFV 感染過表達(dá) pRNF114 (C64/67A)的PK-15 細(xì)胞系，結(jié)果證實，pRNF114 (C64/67A)不能抑制CSFV 復(fù)制，表明 pRNF114 抑制 CSFV 復(fù)制依賴其E3泛素連接酶活性；其次，通過免疫共沉淀試驗篩選到pRNF114 與CSFV NS4B 蛋白存在直接的相互作用，且證實pRNF114 催化NS4B 蛋白發(fā)生K27 連接的聚泛素化修飾，進(jìn)而通過蛋白酶體途徑降解NS4B 蛋白。

前期有文獻(xiàn)稱，當(dāng)?shù)鞍装l(fā)生K27 連接的聚泛素化修飾，可以促進(jìn)該蛋白與其他蛋白的相互作用。該研究發(fā)現(xiàn)NS4B 蛋白發(fā)生K27 連接的聚泛素化修飾，促進(jìn)了其蛋白酶體途徑降解，為K27 連接的聚泛素化修飾所介導(dǎo)的生物學(xué)功能提供新的線索。此外，該研究首次解析了pRNF114 抗CSFV 復(fù)制的分子機制，豐富了E3 泛素連接酶直接抗病毒的生物學(xué)功能。