【前沿&進(jìn)展】PLOS Pathogens| 吉林大學(xué)第一醫(yī)院張文艷教授課題組在腸道病毒免疫逃逸機(jī)制研究中取得新進(jìn)展

近日，吉林大學(xué)第一醫(yī)院艾滋病與病毒研究所張文艷教授在《PLOS Pathogens》發(fā)表題目為:“RNF31 restricts EV-A71 replication through innate immune activation and VP4 degradation, and is antagonized by viral 3C proteases”的最新研究成果。

腸道病毒A71型（Enterovirus A71，EV-A71）是腸道病毒屬中最具代表性的病毒之一，也是引起手足口病的主要病原體之一。EV-A71感染主要發(fā)生于嬰幼兒和兒童，臨床上通常表現(xiàn)為發(fā)熱、口腔皰疹及手、足等部位皮疹，部分患者可進(jìn)一步發(fā)展為嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，包括腦膜炎、腦干腦炎、急性弛緩性麻痹以及神經(jīng)源性肺水腫等。RNF31是RNF家族成員之一，在機(jī)體免疫應(yīng)答、炎癥調(diào)控及細(xì)胞存活過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，然而，RNF31與腸道病毒之間的相互作用機(jī)制仍不清楚。

本研究首次鑒定了E3泛素連接酶RNF31是一種新的EV-A71宿主限制因子。通過在EV-A71感染靶細(xì)胞模型中進(jìn)行過表達(dá)和敲除實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，RNF31能夠顯著抑制EV-A71 復(fù)制，而RNF31缺失則明顯促進(jìn)病毒復(fù)制，提示RNF31具有廣泛而穩(wěn)定的抗EV-A71活性。

進(jìn)一步機(jī)制研究表明，RNF31通過兩條相互協(xié)同的途徑發(fā)揮抗病毒作用。一方面，RNF31促進(jìn)病毒RNA識別受體RIG-I發(fā)生K63連接型多聚泛素化，增強(qiáng)RIG-I介導(dǎo)的先天免疫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)I型干擾素及下游抗病毒基因的表達(dá)，從而提高宿主的抗病毒能力。另一方面，RNF31還能夠直接靶向EV-A71衣殼蛋白VP4，促進(jìn)其發(fā)生K27和K48連接型多聚泛素化，并誘導(dǎo)其經(jīng)蛋白酶體途徑降解，從而直接抑制病毒復(fù)制。該研究揭示了RNF31兼具免疫調(diào)控和直接抗病毒雙重功能，不僅能夠激活宿主抗病毒免疫，還可直接清除關(guān)鍵病毒蛋白，為宿主限制EV-A71感染提供了雙層保護(hù)機(jī)制。

對于RNF31介導(dǎo)的強(qiáng)效抗病毒作用，EV-A71進(jìn)化出了一種免疫逃逸策略。本研究發(fā)現(xiàn)，EV-A71編碼的3C蛋白酶能夠特異性識別并切割RNF31，在Q400位點(diǎn)將其裂解為兩個(gè)片段。RNF31被切割后，其促進(jìn)RIG-I K63連接型泛素化和誘導(dǎo)VP4降解的能力均顯著喪失，最終削弱RNF31的整體抗病毒活性。此研究揭示了EV-A71利用病毒蛋白酶直接破壞宿主抗病毒作用的分子機(jī)制，為理解病毒與宿主之間持續(xù)演化的“攻防博弈”提供了新的證據(jù)。

除EV-A71外，其他腸道病毒同樣是重要的人類病原體。其中，柯薩奇病毒A16型（CV-A16）也是引起手足口病的重要病原體；柯薩奇病毒B3型（CV-B3）是病毒性心肌炎和擴(kuò)張型心肌病的重要病因之一，可引起心臟等多器官損傷；腸道病毒D68型（EV-D68）主要引起呼吸道感染，并與急性弛緩性脊髓炎（acute flaccid myelitis，AFM）的發(fā)生密切相關(guān)。值得注意的是，RNF31的抗病毒功能并不僅限于EV-A71。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，RNF31同樣能夠顯著抑制CV-A16、CV-B3和EV-D68等多種重要腸道病毒的復(fù)制，提示RNF31具有廣譜抗病毒活性。與此同時(shí)，這些腸道病毒編碼的3C蛋白酶均能夠在相同的Q400位點(diǎn)切割RNF31，說明不同腸道病毒逃逸RNF31的抗病毒作用相對保守。上述發(fā)現(xiàn)不僅揭示了RNF31具有廣譜抗腸道病毒的關(guān)鍵作用，也闡明了多種腸道病毒通用的免疫逃逸機(jī)制，為開發(fā)靶向病毒3C蛋白酶或保護(hù)RNF31功能的新型廣譜抗腸道病毒治療策略提供了重要理論依據(jù)。

吉林大學(xué)第一醫(yī)院博士研究生張慶祥和碩士研究生高源為論文共同第一作者，張文艷教授為本論文通訊作者。該研究得到國家科技重大專項(xiàng)，國家自然科學(xué)基金，科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目支持。