新聞科研進展
蟲媒黃病毒包括以蚊為傳播媒介的登革病毒（DENV）、寨卡病毒（ZIKV）和以蜱為傳播媒介的蜱傳腦炎病毒（TBEV）、鄂木斯克出血熱病毒（OHFV）等，可導致人類或動物嚴重疾病的發(fā)生，是嚴重危害人類生命健康和社會經(jīng)濟發(fā)展的一類正鏈RNA病毒。正鏈RNA病毒的基因組復制和轉(zhuǎn)錄過程（簡稱“轉(zhuǎn)錄復制”）由病毒編碼的依賴RNA的RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase，RdRP）為核心組裝成與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結構相關的“復制復合體”（replication complex，RC）來完成，多種病毒蛋白和宿主因子可參與該過程。黃病毒編碼的非結構蛋白NS5是N端甲基轉(zhuǎn)移酶和C端RdRP的融合體，而非結構蛋白NS3則為N端蛋白酶和C端NTP酶/解旋酶的融合體，兩者均在轉(zhuǎn)錄復制過程中發(fā)揮重要作用。宿主因子可通過參與膜結構的形成或與復制復合體中的病毒蛋白互作來正向調(diào)控轉(zhuǎn)錄復制過程，但其通過與RdRP直接相互作用來抑制轉(zhuǎn)錄復制的案例鮮有報道。
中國科學院武漢病毒研究所王漢中研究員/鄭振華研究員團隊長期從事病毒與宿主互作機制研究，龔鵬研究員團隊長期從事病毒RdRP催化機制研究，近期在一項多團隊研究中合作揭示了宿主蛋白LGP2可通過直接作用于蟲媒黃病毒NS5的RdRP來下調(diào)其聚合酶活性從而抑制病毒增殖的分子機制。LGP2是RIG-I樣受體蛋白（RIG-I-like receptors，RLRs）之一，可通過介導RLRs信號通路來調(diào)控干擾素和細胞因子，引起抗病毒反應。本研究發(fā)現(xiàn)：
（1）LGP2可不依賴傳統(tǒng)的干擾素相關過程來抑制ZIKV和TBEV在細胞水平的增殖；（2）通過免疫共沉淀、生物素親和純化與免疫熒光共定位等方法表明LGP2通過與ZIKV NS5的RdRP區(qū)域直接互作定位于RC，并影響NS5與NS3的互作（圖1）；（3）進一步研究發(fā)現(xiàn)，LGP2的調(diào)控結構域（regulatory domain，RD）是LGP2-NS5互作的核心區(qū)域，并且該相互作用在抑制病毒增殖中起到關鍵作用；（4）通過RdRP酶學表征實驗發(fā)現(xiàn)LGP2抑制DENV和TBEV NS5的RdRP活性，并且主要影響RNA合成的延伸前（pre-elongation）步驟。雖然LGP2能夠干擾NS5-RNA復合物的形成，但是LGP2的RNA結合缺失突變蛋白仍然能夠抑制NS5的RdRP活性，表明LGP2-NS5的蛋白直接互作是干擾NS5 RdRP活性的主要因素之一，但具體分子機制有待進一步研究（圖2）。
綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)了宿主LGP2通過直接相互作用下調(diào)NS5 RdRP活性來抑制蟲媒黃病毒增殖的新機制，為病毒防治和抗病毒藥物研發(fā)提供了新路徑。
相關研究成果于近期發(fā)表在國際病原學領域經(jīng)典期刊PLoS Pathogens上，論文題目為“LGP2 directly interacts with flavivirus NS5 RNA-dependent RNA polymerase and downregulates its pre-elongation activities”。此項研究主要受到國家重點研發(fā)計劃項目（2018YFA0507200，項目負責人為陳新文研究員）、中國博士后科學基金（2020M672579）、國家自然科學基金（32000136）和中國科學院青年創(chuàng)新促進會項目（2022341）的資助。中國科學院武漢病毒研究所/廣州婦女兒童醫(yī)療中心聯(lián)合培養(yǎng)的博士后譚忠元和中國科學院武漢病毒研究所青年研究員吳繼芹為論文的共同第一作者，中國科學院武漢病毒研究所龔鵬研究員、王漢中研究員和廣州婦女兒童醫(yī)療中心陶建平主任為共同通訊作者。
文章鏈接：https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1011620
圖1. LGP2與ZIKV的RC共定位。（A）生物素親和純化與LGP2鄰近的ZIKV蛋白；（B）競爭性Co-IP分析LGP2對 ZIKV NS3和NS5互作的影響；（C-E）免疫熒光共定位分析LGP2與ZIKV RC的共定位關系。
圖2. LGP2野生型（WT）和RNA結合缺失突變蛋白（Mutant）抑制NS5聚合酶活性和病毒復制。（A）和（B）LGP2 RD WT具備結合RNA的能力并影響NS5-RNA復合物的形成，而 LGP2 RD Mutant則喪失了結合RNA的能力但不影響NS5-RNA復合物的形成；（C）和（D）LGP2 RD WT和Mutant都能夠抑制NS5的聚合酶活性；（E）和（F）LGP2 WT和 RD Mutant都能夠抑制ZIKV和TBEV的復制。