PLoS Pathog | 中國(guó)農(nóng)大彭辰團(tuán)隊(duì)揭示痘病毒宿主限制新型機(jī)制

痘病毒科（Poxviridae）是一類重要的人獸共患病原體，猴痘病毒、牛結(jié)節(jié)性皮膚病病毒等持續(xù)威脅公共衛(wèi)生與畜牧養(yǎng)殖業(yè)安全。自噬（autophagy）是一種在進(jìn)化上具有保守性的、多步驟的細(xì)胞內(nèi)生物學(xué)過程，它參與了眾多生理和病理過程，包括對(duì)病毒感染的防御。然而，痘病毒如何操控宿主自噬通路、阻斷自噬流（autophagic flux）以利于自身復(fù)制，長(zhǎng)期以來(lái)尚未明確。同時(shí)，減毒痘苗病毒株MVA在多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞中復(fù)制受限的分子基礎(chǔ)，也有待進(jìn)一步完善。

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院動(dòng)物疫病快速診斷技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、獸醫(yī)公共衛(wèi)生安全全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在微生物學(xué)權(quán)威期刊PLoS Pathogens上在線發(fā)表了題為Poxvirus A52 Protein Subverts Autophagy Flux by Blocking Autophagosome–Lysosome Fusion to Promote Viral Replication的研究論文。該研究首次闡明痘病毒關(guān)鍵蛋白A52通過蛋白酶體途徑降解宿主限制因子SNAP29從而抑制自噬體 溶酶體融合，實(shí)現(xiàn) 不完全自噬 逃逸抗病毒防御的分子機(jī)制，為解析痘病毒復(fù)制調(diào)控、宿主限制及減毒疫苗安全機(jī)制提供了全新理論框架。

研究團(tuán)隊(duì)以痘苗病毒VACV-WR與減毒株MVA為對(duì)比模型，系統(tǒng)解析痘病毒感染對(duì)宿主自噬的調(diào)控差異。研究發(fā)現(xiàn)，VACV可誘導(dǎo)自噬發(fā)生，但顯著阻斷自噬體與溶酶體融合，造成不完全自噬；而MVA無(wú)法阻斷該融合步驟，自噬流完整，導(dǎo)致其在人源細(xì)胞中復(fù)制受限。藥理學(xué)抑制晚期自噬或敲除自噬基因ATG3和ATG7，可顯著增強(qiáng)MVA在A549細(xì)胞中的復(fù)制能力，提示完整自噬流是限制MVA復(fù)制的重要屏障。

通過基因組比較與功能篩選，研究團(tuán)隊(duì)鑒定出VACV A52蛋白是阻斷自噬體 溶酶體融合的核心因子。MVA基因組中缺失A52，將A52回補(bǔ)至MVA后，可恢復(fù)阻斷自噬流的能力并提升復(fù)制效率。機(jī)制研究表明，A52直接結(jié)合宿主SNARE復(fù)合物核心蛋白SNAP29的SNARE結(jié)構(gòu)域，通過蛋白酶體途徑促進(jìn)SNAP29泛素化降解，破壞STX17-SNAP29 VAMP8相互作用，阻斷自噬小體和溶酶體的膜融合，抑制完整自噬流。此外，A52同時(shí)干擾HOPS復(fù)合物組分VPS39與Rab7的結(jié)合，進(jìn)一步削弱自噬體 溶酶體的融合效率。

該研究首次證實(shí)SNAP29是MVA及VACV-WR-ΔA52的新型宿主限制因子。在人源A549細(xì)胞中，敲低SNAP29可使MVA復(fù)制提升近10倍；而過表達(dá)SNAP29則顯著抑制MVA與VACV-WR ΔA52復(fù)制，對(duì)VACV-WR無(wú)明顯影響。這一發(fā)現(xiàn)將SNAP29與實(shí)驗(yàn)室前期發(fā)現(xiàn)的ZAP、FAM111A宿主限制性因子并列，完善了MVA宿主范圍受限的分子網(wǎng)絡(luò)。

更具重要意義的是，A52此前被報(bào)道為免疫調(diào)控蛋白，可抑制NF κB信號(hào)通路；本研究拓展其全新功能-自噬流拮抗因子，揭示痘病毒通過免疫逃逸與自噬抑制雙重策略保障高效復(fù)制。該機(jī)制為猴痘病毒、牛結(jié)節(jié)性皮膚病病毒等重要病原的防控提供重要參考價(jià)值。該成果不僅深化了大型DNA病毒與宿主自噬互作的科學(xué)認(rèn)知，也為開發(fā)廣譜抗痘病毒藥物、優(yōu)化減毒疫苗載體提供了全新策略與分子靶標(biāo)。

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院為該論文的第一完成單位，牛康博士為論文第一作者，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院彭辰教授為本文通訊作者。該研究依托獸醫(yī)公共衛(wèi)生安全全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，得到了十四五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFD1800700）、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系-國(guó)家奶牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-36，奶牛場(chǎng)生物安全與綜合防控）和國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（32172822）等項(xiàng)目的資助。

https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1014137

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