狂犬病病毒如何利用“脂滴快車”謀生?

狂犬病是由狂犬病毒（RABV）感染引起的一種古老的人獸共患病，但其至今仍對全球的公共衛(wèi)生健康造成嚴(yán)重威脅。全球每年約有59 000 人死于狂犬病，該病主要發(fā)生于一些非洲和亞洲的發(fā)展中國家，中國是狂犬病高發(fā)國家之一。RABV 是一種典型的嗜神經(jīng)病毒，其在進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）后開始大量復(fù)制，造成宿主的神經(jīng)損傷，最終致其死亡?？袢〉牟∷缆蕩缀?00%，目前無有效治療方法，主要原因是RABV的致病機(jī)制尚未完全解析。

RABV 的復(fù)制依賴于宿主細(xì)胞，而宿主的脂代謝是否在RABV 復(fù)制中發(fā)揮著重要作用？近日，《Journal of Virology》雜志在線發(fā)表了題為“Lipid droplets are beneficial for rabies virus replication by fa‐cilitating viral budding”的研究論文。該文章揭示了RABV 感染后可以調(diào)控宿主的脂代謝，通過促進(jìn)感染細(xì)胞脂滴的合成來幫助其完成出芽過程，最終完成其的復(fù)制。

研究人員首先采用腦切片的油紅O（Oil Red O）脂肪染色法、激光共聚焦等方法檢測了RABV 感染的原代神經(jīng)元細(xì)胞和鼠腦中脂滴的生成情況，發(fā)現(xiàn)RABV 感染可以顯著誘導(dǎo)宿主脂滴的合成。而后利用羥甲戊二酰輔酶A（HMG-CoA）還原酶抑制劑阿托伐他汀（Atorvastatin）抑制脂滴的產(chǎn)生后，顯著降低了RABV 的復(fù)制水平，這表明脂滴在RABV 的復(fù)制中發(fā)揮重要作用。為了探究脂滴在病毒復(fù)制過程中具體的作用機(jī)制，研究人員利用病毒RNA 測定和病毒滴定試驗(yàn)明確了脂滴主要在RABV 組裝和出芽的過程中發(fā)揮作用。進(jìn)一步利用病毒樣顆粒（VLP）模擬RABV 病毒粒子出芽的過程，發(fā)現(xiàn)脂滴能夠有效運(yùn)輸病毒蛋白到達(dá)細(xì)胞膜以加速病毒的出芽，揭示了RABV 感染后通過誘導(dǎo)脂滴生成來幫助病毒出芽的作用機(jī)制。

脂滴在RABV 的感染中發(fā)揮作用，那么RABV是如何來調(diào)控脂滴的合成？研究人員通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)測序鎖定了RABV 感染的鼠腦神經(jīng)瘤細(xì)胞N2a 中的N-myc 下游調(diào)節(jié)基因1（NDRG1），發(fā)現(xiàn)RABV 感染后可以顯著上調(diào)細(xì)胞中NDRG1 的轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)水平，而NDRG1 的表達(dá)能夠進(jìn)一步促進(jìn)脂滴的生成。脂滴在合成及裂解過程中有多個起關(guān)鍵作用的酶，經(jīng)qRT-PCR 和western blot 等方法檢測，發(fā)現(xiàn)過表達(dá)NDRG1 能夠增強(qiáng)N2a 細(xì)胞中的二?；视王；D(zhuǎn)移酶1 和2（DGAT1/2）的表達(dá)，而在沉默NDRG1的表達(dá)以及采用DGAT1/2 的抑制劑后，均可以顯著下調(diào)N2a 細(xì)胞中脂滴的合成，從而降低RABV 的復(fù)制水平。這表明RABV 感染后主要通過上調(diào)宿主細(xì)胞中NDRG1 分子的表達(dá)來促進(jìn)脂滴合成過程中關(guān)鍵酶DGAT1/2 的表達(dá)，最終通過促進(jìn)脂滴的合成來幫助病毒的出芽，提高病毒的復(fù)制效率。這些研究結(jié)果揭示了RABV 感染后可以通過調(diào)控宿主的脂代謝過程來協(xié)助其完成復(fù)制。

病毒調(diào)控脂滴生成的研究多集中于正鏈RNA 病毒（如丙型肝炎病毒HCV），而RABV 是一種負(fù)鏈RNA 病毒，且具有典型的神經(jīng)嗜性，對于宿主神經(jīng)系統(tǒng)的脂代謝和病毒感染之間的研究目前鮮有報道。RABV 的出芽主要依賴于其基質(zhì)蛋白（Matrix protein，M）和糖蛋白（Glycoprotein，G），而脂滴在RABV 完成出芽的過程中發(fā)揮重要作用，提示脂滴在病毒出芽中可以作為一種運(yùn)載工具—“脂滴快車”來加速病毒膜蛋白的運(yùn)輸，協(xié)助其完成出芽。這一機(jī)制的解析加深和拓寬了對RABV 出芽過程的認(rèn)知及其復(fù)制機(jī)制的理解，為后續(xù)狂犬病治療藥物的開發(fā)及其他嗜神經(jīng)病毒復(fù)制機(jī)制的解析奠定基礎(chǔ)。