AS|華中農(nóng)業(yè)大學(xué)彭貴青教授團(tuán)隊(duì)揭示冠狀病毒劫持宿主CLTC促進(jìn)雙膜囊泡形成新機(jī)制

近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院、動(dòng)物醫(yī)學(xué)院彭貴青教授團(tuán)隊(duì)研究成果以"Coronavirus Nsp3 Hijacks CLTC to Modulate Autophagosome Nucleation for Promoting DMV Formation and Viral Replication"為題在Advanced Science發(fā)表。

冠狀病毒是一類具有廣泛宿主范圍的單股正鏈RNA病毒，不僅威脅人類健康，也嚴(yán)重危害動(dòng)物健康，造成養(yǎng)殖業(yè)重大經(jīng)濟(jì)損失；其中豬流行性腹瀉病毒（PEDV）、貓傳染性腹膜炎病毒（FIPV）等動(dòng)物冠狀病毒可導(dǎo)致動(dòng)物100%死亡；此外，PDCoV等動(dòng)物冠狀病毒還具有跨物種傳播潛力，給公共衛(wèi)生安全帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，揭示冠狀病毒在動(dòng)物宿主中的復(fù)制機(jī)制，對(duì)保障養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展和公共衛(wèi)生安全具有重要意義。

冠狀病毒感染細(xì)胞后，病毒非結(jié)構(gòu)蛋白nsp3、nsp4等會(huì)“劫持”細(xì)胞內(nèi)部分膜結(jié)構(gòu)，將其“改造”成一個(gè)病毒復(fù)制的堅(jiān)固“廠房”或“老巢”（雙層囊泡DMV），以確保病毒高效擴(kuò)增并逃逸免疫監(jiān)視；但其具體調(diào)控機(jī)制目前尚不清楚。因此，解析DMV形成機(jī)理對(duì)于理解冠狀病毒的致病機(jī)制和開發(fā)抗病毒廣譜性藥物至關(guān)重要。

CLTC參與冠狀病毒雙層囊泡形成模式圖

研究團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，以動(dòng)物冠狀病毒為模型，將熒光蛋白精準(zhǔn)標(biāo)記在DMV關(guān)鍵構(gòu)建病毒蛋白nsp3上，首次實(shí)現(xiàn)真實(shí)病毒感染下對(duì)DMV形成的實(shí)時(shí)可視化。利用這一新工具，團(tuán)隊(duì)成功鑒定出40個(gè)與DMV形成相關(guān)的宿主蛋白，其中網(wǎng)格蛋白重鏈（CLTC）被特異性富集于DMV組裝位點(diǎn)，且對(duì)多種冠狀病毒（包括人冠狀病毒229E、PEDV、TGEV、MHV、PDCoV等）的復(fù)制至關(guān)重要。深入研究表明，病毒感染后，病毒蛋白nsp3可劫持CLTC，利用其在自噬成核階段產(chǎn)生的自噬前體膜構(gòu)建DMV。敲除CLTC可顯著抑制自噬體成核及DMV形成，進(jìn)而限制病毒復(fù)制。

研究不僅成功研發(fā)了一個(gè)可用于動(dòng)態(tài)觀察和藥物篩選的DMV研究新平臺(tái)，更提出了一個(gè)全新的抗病毒策略，即通過(guò)靶向宿主因子CLTC，阻斷病毒“復(fù)制工廠”DMV的組裝，從而抑制病毒增殖。由于CLTC是多種冠狀病毒的共同依賴因子，這一發(fā)現(xiàn)為動(dòng)物冠狀病毒的廣譜藥物研發(fā)和抗病育種提供新的靶標(biāo)。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院、動(dòng)物醫(yī)學(xué)院博士研究生徐娟為論文第一作者，彭貴青教授為論文通訊作者，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)為通訊作者單位。該研究得到了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接： https://doi.org/10.1002/advs.202521626