近日,华中农业大学动物科学技术学院与动物医学院彭贵青教授团队在病毒学领域取得重要突破,其关于冠状病毒复制机制的研究成果以《Coronavirus Nsp3 Hijacks CLTC to Modulate Autophagosome Nucleation for Promoting DMV Formation and Viral Replication》为题,正式发表于国际知名期刊《Advanced Science》。
冠状病毒作为一类宿主范围广泛的单股正链RNA病毒,不仅对人类健康构成威胁,更给全球养殖业带来沉重打击。诸如猪流行性腹泻病毒(PEDV)和猫传染性腹膜炎病毒(FIPV)等动物源性冠状病毒,感染后致死率甚至可达百分之百;而像PDCoV这类病毒还具备跨物种传播的潜力,对公共卫生安全构成了严峻挑战。因此,深入解析冠状病毒在动物宿主体内的复制机理,对于保障畜牧业健康发展及维护公共卫生安全具有不可替代的战略意义。
当冠状病毒侵入细胞后,会利用其非结构蛋白(如nsp3、nsp4等)“劫持”并改造细胞内的膜结构,将其构建为一个个坚固的病毒复制“工厂”,双层囊泡(DMV)。这些特殊的微环境不仅能确保病毒高效扩增,还能帮助其逃避免疫系统的监视。然而,长期以来,科学界对于这一“改造”过程的具体调控机制尚不明晰,这也成为了理解病毒致病机理及开发广谱抗病毒药物的关键瓶颈。
面对这一难题,彭贵青教授团队独辟蹊径,选取动物冠状病毒作为研究模型,创新性地利用荧光蛋白精准标记DMV构建的关键病毒蛋白nsp3,首次在真实病毒感染条件下实现了对DMV形成过程的实时可视化观测。借助这一全新工具,团队成功筛选出40个与DMV形成密切相关的宿主蛋白,并发现网格蛋白重链(CLTC)会被特异性地富集在DMV的组装位点。
进一步的研究证实,CLTC对于包括人冠状病毒229E以及PEDV、TGEV、MHV、PDCoV等多种冠状病毒的复制都至关重要。机制研究表明,病毒感染后,病毒蛋白nsp3会“策反”宿主蛋白CLTC,利用其在自噬成核阶段产生的自噬前体膜来搭建DMV结构;一旦敲除CLTC,自噬体成核及DMV的形成便会受到显著抑制,从而有效阻断病毒的复制进程。
这项研究不仅成功搭建了一个可用于动态观察病毒复制及筛选抗病毒药物的新平台,更提出了一种极具潜力的抗病毒新策略:即通过靶向宿主因子CLTC,从源头上阻断病毒“复制工厂”的组装,进而抑制病毒增殖。鉴于CLTC是多种冠状病毒共同依赖的关键因子,这一发现为未来研发针对动物冠状病毒的广谱药物以及开展抗病育种工作提供了全新的靶标思路。
该论文由华中农业大学博士研究生徐娟担任第一作者,彭贵青教授为通讯作者,华中农业大学为通讯作者单位。
