张强锋与合作者共同解析病毒RNA与宿主蛋白质互作网络
RNA病毒是一类以RNA为遗传物质的病毒。许多RNA病毒可以感染人类并引起疾病,比如冠状病毒(如新冠病毒,SARS-CoV-2)、黄病毒属(如寨卡病毒,ZIKV;登革热病毒,DENV)、丝状病毒(如埃博拉病毒,EBOV)以及流感病毒(Influenza virus)等。由RNA病毒引起的疾病,比如目前全球范围内流行的COVID-19疫情,严重威胁人类的生命和健康,阻碍了人们的正常生活和社会经济发展。解析病毒-宿主的相互作用机制,对于理解病毒的感染、致病机制,以及研发抗病毒药物都具有重要的意义,也是病毒学领域一直关注的重要基础科学问题。病毒感染宿主细胞,完成自身复制以及逃逸宿主免疫都极大地依赖于宿主因子,比如病毒RNA的转录、翻译和复制过程都受宿主因子的影响 ADDIN EN.CITE Boguszewska-Chachulska2005351351351[17]Boguszewska-Chachulska, A. M.Haenni, A. L.Institute of Biochemistry and Biophysics, Polish Academy of Sciences, ul. Pawinskiego 5a, 02-106 Warsaw, Poland.RNA viruses redirect host factors to better amplify their genomeAdv Virus ResAdv Virus ResAdvances in Virus ResearchAdv. Virus Res.Adv Virus ResAdvances in Virus ResearchAdv. Virus Res.Adv Virus Res29-61652006/01/03AnimalsGene Expression Regulation, Viral*Genome, ViralHumansRNA Viruses/genetics/metabolism/*physiology*Transcription, Genetic*Virus Replication2005Elsevier Inc.0065-3527 (Print)
0065-3527 (Linking)16387193https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16387193PMC711906510.1016/S0065-3527(05)65002-6PubMedeng1。限于实验技术的发展,之前的研究主要关注病毒蛋白与宿主蛋白之间的相互作用 ADDIN EN.CITE ADDIN EN.CITE.DATA 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 2 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 ,而较少关注病毒RNA与宿主蛋白间互作的分子机制。在之前的研究中,清华大学张强锋课题组、丁强课题组与中国医学科学院病原生物学研究所王健伟课题组合作,鉴定了SARS-CoV-2基因组RNA的二级结构,并基于RNA结构,预测了潜在的能与病毒RNA结合的宿主蛋白质,并筛选了靶向这些宿主蛋白质的抗病毒药物 ADDIN EN.CITE ADDIN EN.CITE.DATA 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 3 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 。
2021年11月4日,Cell Research杂志发表了题为“基于多病毒RNA-宿主蛋白质互作组比较分析指导抗新冠肺炎的快速新药发现 (Comparison of viral RNA–host protein interactomes across pathogenic RNA viruses informs rapid antiviral drug discovery for SARS-CoV-2)”的研究文章,该研究采用高通量的ChIRP-MS技术,系统解析了不同RNA病毒,包括新冠病毒(SARS-CoV-2)、寨卡病毒(ZIKV)以及埃博拉病毒(EBOV)在侵染状态下病毒基因组RNA与宿主蛋白的互作网络 ADDIN EN.CITE Zhang2021671671671[17]Zhang, ShaojunHuang, WenzeRen, LiliJu, XiaohuiGong, MingliRao, JianSun, LeiLi, PanDing, QiangWang, JianweiZhang, Qiangfeng CliffComparison of viral RNA–host protein interactomes across pathogenic RNA viruses informs rapid antiviral drug discovery for SARS-CoV-2Cell ResearchCell ResearchCell Res.Cell ResCell Res.20212021/11/041748-7838https://doi.org/10.1038/s41422-021-00581-y10.1038/s41422-021-00581-y4。值得注意的是,不同于其他类似研究,该研究除了采用非感染的细胞作为对照,还引入了一类新型的实验对照–“segment transfection”。顾名思义,“segments transfection”是指将完整的基因组RNA片段化,并转染进细胞内;虽然这些RNA片段与病毒基因组的序列一致,但并不具备完整的基因组结构,也不能正常复制,可排除与病毒RNA非特异性结合的蛋白质,从而更为精确地鉴定可能直接参与病毒复制过程的宿主蛋白。
基于病毒基因组RNA-宿主蛋白互作网络,研究人员通过比较分析鉴定了一系列参与不同病毒感染的宿主蛋白质复合物(图1),比如细胞内的翻译机器(ribosome)、宿主剪切体蛋白(spliceosome)、与RNA稳定性相关的IGF2BP1-蛋白质复合物 (IGF2BP1-associated complex)、小分子核糖核酸(microRNA)代谢相关复合物(Drosha-DGCR8 complexes),以及应激小体(stress-granule)相关的蛋白质。除此外,可视化病毒RNA-宿主蛋白互作组,能够直观地发现一些病毒种类特异性的蛋白质复合物:比如SARS-CoV-2的RNA-宿主蛋白互作组特异性富集了一些三羧酸循环(TCA-cycle)以及2-氧代羧酸(2-Oxocarboxylic acid)代谢相关的蛋白质,而之前的研究也发现这两个代谢通路会因SARS-CoV-2的侵染而受到扰动。为了鉴定宿主因子在病毒感染过程中的功能,研究人员通过功能基因组手段,敲低了病毒RNA互作的多个宿主基因,并结合病毒感染实验鉴定了一系列促病毒或者抗病毒的宿主因子,在分子水平上极大促进了人们对病毒感染细胞的认识。比如,他们深入解析IGF2BP1与病毒RNA的互作机制,鉴定了IGF2BP1在病毒RNA上的结合位点,并发现IGF2BP1通过结合SARS-CoV-2以及ZIKV RNA的非编码区(UTR),从而稳定病毒RNA并促进病毒蛋白的翻译。

图1. SARS-CoV-2、ZIKV 和EBOV RNA与宿主蛋白互作组的比较分析。互作网路中心的节点分别代表新冠肺炎病毒(橙色)、寨卡病毒(蓝色)和埃博拉病毒(绿色)RNA。橙色连接线表示病毒RNA-宿主蛋白质的互作。蓝色连线代表宿主蛋白质-蛋白质间的互作。蛋白复合物或参与相同生物学通路的蛋白质用虚线框指示。节点的颜色由深到浅根据MiST分数标注。潜在的具有靶向药物的宿主蛋白质采用红色圆标注。
最后,利用病毒RNA-宿主蛋白质互作组数据,研究人员建立了一套从RNA互作网络出发,通过筛选靶向病毒RNA互作蛋白的临床药物,从而快速鉴定新型抗病毒药物的方法。利用这一方法,研究人员鉴定了一系列靶向SARS-CoV-2 RNA结合蛋白的药物,这些药物具有广谱抗病毒活性。在hACE2转基因小鼠模型中,研究者发现千金藤碱(Cepharanthine)和环孢菌素A(Cyclosporin A, CsA)可以有效抑制SARS-CoV-2在小鼠肺部的感染,并能减轻因感染引起的肺部炎症病变。三种靶向宿主蛋白质的药物千金藤碱、环孢菌素A和三氟吡啦嗪(Trifluoperazine),针对新冠病毒β突变株(B.1.351, 一种引发世界范围关注的SARS-CoV-2变种),依然表现出高效的抗病毒活性。除此之外,与单独用药相比,组合用药能更为有效地抑制病毒感染细胞:与溶剂组相比,千金藤碱和三氟吡啦嗪组合用药使病毒侵染率降低至万分之一。以上研究表明,靶向宿主蛋白的抗病毒药物可以有效地应对当前疫情中不断出现的病毒变种。
总之,该研究不仅绘制了不同病毒RNA-宿主蛋白质的互作组,更为重要的是研究人员通过整合这些数据,并比较不同病毒的互作组,系统地揭示了病毒在感染过程中与宿主的互作模式,为病毒学和抗病毒研究提供了重要的研究资源,并对抗病毒药物的研发提供了新的视角。
生命中心、清华大学生命科学学院、结构生物学高精尖创新中心研究员张强锋、中国医学科学院病原生物学研究所研究员王健伟以及清华大学医学院助理教授丁强为论文共同通讯作者。清华大学生命学院博士后张少军、博士生黄文泽、中国医学科学院病原生物学研究所任丽丽研究员、清华大学医学院博士后鞠晓辉、博士生龚明丽以及中国医学科学院病原生物学研究所博士后饶健为本文共同第一作者。该研究得到清华大学蛋白质研究技术中心的大力支持,同时还得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、清华大学春风基金、清华-剑桥联合研究计划,以及结构生物学高精尖创新中心和生命科学联合中心的资助。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41422-021-00581-y