Adv Sci:华中农业大学彭贵青团队首次看清冠状病毒如何“劫持”网格蛋白,偷膜自用
双膜囊泡（DMVs）是冠状病毒复制的标志，但控制其生物合成的宿主机制仍被描述得很差，主要原因是缺乏动态分析工具。2026年2月21日，华中农业大学彭贵青唯一通讯在Advanced Science（IF=14.1）在线发表题为“Coronavirus Nsp3 Hijacks CLTC to Modulate Autophagosome Nucleation for Promoting DMV Formation and Viral Replication”的研究论文。本研究构建了一套基于重组病毒的活细胞成像系统，首次实现了在天然冠状病毒感染过程中对DMV形成过程的实时可视化观察。该系统发现网格蛋白重链（CLTC）可被招募至DMV组装位点，并证实其在多种冠状病毒中发挥必需作用，而对非相关病毒无此影响。本研究首次揭示了CLTC在病毒复制细胞器形成中的全新功能。机制上，CLTC与非结构蛋白3（nsp3）相互作用，并通过维持核心Ⅲ类磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）复合物参与自噬体起始形成。随后，nsp3劫持由CLTC介导产生的自噬前体膜，进而形成双层膜囊泡。综上，本研究证实CLTC是冠状病毒复制的关键宿主因子，并提出CLTC与自噬体起始通路可作为极具潜力的抗病毒靶点。
冠状病毒是单股正链RNA病毒，宿主范围广泛。近期，由高致病性重组猫冠状病毒FCoV-23引起的猫传染性腹膜炎（FIP）大规模暴发，凸显了冠状病毒天然具备重组能力，从而持续加剧跨物种传播风险。病毒可熟练操纵宿主细胞机制以促进自身复制。其中一个重要机制是诱导宿主发生广泛的膜重塑，为病毒基因组扩增提供支持。正链RNA病毒，均可形成一类保守的复制细胞器，称为双层膜囊泡（DMVs）。这类囊泡直径通常为100–300nm，由两层紧密贴合的膜构成，并常与内质网（ER）保持连接，提示内质网来源的膜参与其形成，尤其在感染早期。尽管双层膜囊泡在形态上与自噬体相似，但其功能截然不同。病毒诱导的双层膜囊泡并不介导降解，而是形成保护性微环境，使病毒复制复合体免受天然免疫识别。这种区室化对高效病毒复制和免疫逃逸至关重要。病毒非结构蛋白（NSP）在DMV的生物合成中起着核心作用。关于SARS-CoV-2和小鼠肝炎病毒（MHV），nsp3和nsp4的共表达构成了DMV形成所需的最低病毒组分。这一机制在冠状病毒中均具有保守性：SARS-CoV和MERS-CoV的nsp3和nsp4同样足以诱导DMV生物合成，这一现象也在传播性胃肠炎病毒（TGEV）中观察到。除了冠状病毒外，DMVs的诱导依赖于不同家族的病毒蛋白：在动脉病毒中中的nsp2和nsp3，脊髓灰质麻痹病毒中的2BC和3A蛋白，以及丙型肝炎病毒（HCV）中的NS3–NS5B多蛋白。同样，诺如病毒的DMV生物合成也需要NS1-2和NS4。在病毒蛋白诱导的DMV形成过程中，多个宿主因子至关重要，其中若干因子功能性地与细胞自噬途径相关。越来越多的证据表明，冠状病毒利用宿主自噬机制的多个组成部分来促进DMV的形成和成熟。冠状病毒选择性劫持自噬相关宿主因子，不仅用于构建双层膜囊泡，还可拮抗自噬性降解。这种对细胞膜重塑系统的策略性利用使病毒能够建立受保护的复制微环境，凸显感染过程中自噬与双层膜囊泡形成之间的精细互作。尽管已取得显著进展，调控双层膜囊泡形成的分子机制与宿主细胞机制仍未完全阐明。既往研究主要依赖透射电子显微镜（TEM）等静态成像技术，这类技术虽能提供有效信息，却无法捕捉双层膜囊泡形成的动态过程。该领域的一个主要障碍是无法实时观察双层膜囊泡动态，也难以特异性分离与这些瞬时病毒结构相关的宿主因子。为克服这一局限，研究致力于开发一种通用工具，可同时对双层膜囊泡相关宿主蛋白进行活细胞成像与蛋白质组分析。研究假设，表达核心病毒支架蛋白荧光标记版本的重组病毒可实现这一双重目标。冠状病毒nsp3被认为是形成复制细胞器的最小必需组分之一。尽管不同冠状病毒属的nsp3在结构域组成上存在差异，但其核心功能在该病毒科中高度保守。这种功能保守性提示，从一种冠状病毒体系中获得的结论可推广至其他冠状病毒。为研究保守的双层膜囊泡形成过程，研究选择具有跨物种传播潜力的α-冠状病毒-猫传染性腹膜炎病毒（FIPV）的nsp3进行荧光标记。该模型体系的研究可为SARS-CoV-2等β-冠状病毒提供重要的机制参考。冠状病毒感染过程中CLTC介导的DMV形成模式图（摘自Advanced Science）
本研究为病毒复制细胞器研究提供了一种强有力的新方法，并揭示了此前未被认识的网格蛋白重链（CLTC）介导的自噬起始在冠状病毒生命周期中的作用，为抗病毒干预提供了潜在治疗靶点。https://doi.org/10.1002/advs.202521626
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