PNAS | 揭示天然免疫调控γ疱疹病毒复制的新机制

干扰素( IFNs )和干扰素刺激基因( ISGs )的产物在宿主抵抗病毒感染中发挥重要作用。尽管许多ISGs具有抗病毒活性，但其靶标特异性和作用机制尚不清楚。卡波氏肉瘤相关疱疹病毒( KSHV )是一种γ疱疹病毒，与多种人类恶性肿瘤有关。

2023年3月14日，中国科学院生物物理研究所邓红雨团队在PNAS 上在线发表题为“RNF213 modulates γ-herpesvirus infection and reactivation via targeting the viral Replication and Transcription Activator”的研究论文，该研究利用遗传和生物学相关病毒鼠源γ疱疹病毒68 ( MHV-68 )，筛选了具有抗γ疱疹病毒活性的ISGs。该研究发现过表达RNF213显著抑制MHV - 68感染，而敲低内源性RNF213显著促进MHV - 68增殖。重要的是，RNF213也抑制了KSHV从头感染，并且在潜伏感染KSHV的iSLK - 219细胞系中敲除RNF213显著增强了裂解再激活。

在机制上，RNF213靶向KSHV和MHV - 68的复制和转录激活因子( Replication and Transcription Activator，RTA )，并通过蛋白酶体途径促进RTA蛋白的降解。RNF213直接与RTA相互作用并作为E3连接酶通过K48连接泛素化RTA。综上所述，该研究推断RNF213作为E3连接酶，通过泛素-蛋白酶体途径降解RTA，抑制γ疱疹病毒的从头感染和裂解再激活。

作为宿主防御的第一道防线，天然免疫在检测到入侵病原体后迅速被激活，并在限制其传播中发挥重要作用。Ⅰ型干扰素( IFNs )是一种多功能的细胞因子，是抗病毒天然免疫反应的关键成分。介导这种防御的细胞因子是干扰素刺激基因( ISGs )的产物。尽管已经鉴定了数百种ISGs，但只有几个ISGs的抗病毒活性得到详细的表征。这些ISGs通过不同的机制干扰病毒生命周期的各个关键步骤。例如，胆固醇- 25 -羟化酶( CH25H )可以阻断多种包膜病毒的入胞，在丙型肝炎病毒中，也可以通过靶向病毒NS5A蛋白抑制病毒复制；IFI16通过表观遗传修饰限制病毒基因的转录。锌指抗病毒蛋白和蛋白激酶R抑制病毒的翻译和复制；蝰蛇毒素和束缚蛋白(tetherin)阻止病毒从细胞内逸出。然而，对于大多数ISG，其作用靶点特异性和作用机制知之甚少。

卡波氏肉瘤相关疱疹病毒( KSHV )是一种人类γ -疱疹病毒，与卡波氏肉瘤、原发性渗出性淋巴瘤和多中心性卡斯尔曼病病原学相关。由于缺乏有效的新生裂解感染系统和合适的小动物模型，KSHV裂解蛋白的功能研究一直受到严重阻碍。小鼠γ -疱疹病毒- 68 ( MHV-68 )与KSHV在遗传和生物学上具有相关性，可作为研究人γ -疱疹病毒感染的一个实验系统。复制转录激活因子( Replication and Transcription Activator，RTA )主要由ORF50编码，是控制KSHV和MHV-68病毒生命周期从潜伏到裂解复制转换的关键介质。

RNF213抑制γ疱疹病毒复制的分子机制（图片来源：PNAS）

RTA作为一种即刻早期基因产物，激活了许多与γ -疱疹病毒复制和致病相关的病毒和细胞基因的表达。RTA除了作为转录激活因子，还可以调节细胞因子的活性。它以蛋白酶体依赖的方式阻断干扰素调节因子(IRF7)介导的干扰素-α ( IFN-α)和干扰素-β( IFN-β)信使RNA ( mRNA )的产生并促进IRF7蛋白的泛素化和降解。RTA还可能通过泛素-蛋白酶体途径降解接头分子MyD88，损伤Toll样受体信号，从而逃避天然免疫。

鉴于γ-疱疹病毒感染的高流行率，鉴定调控γ-疱疹病毒复制的宿主因子至关重要。干扰素在体外和体内抑制γ-疱疹病毒裂解复制和潜伏再激活中发挥重要作用。尽管IFNs在γ-疱疹病毒感染中的抗病毒作用已得到证实，但只有有限数量的ISG产品具有抗γ -疱疹病毒功能。例如，ISG15可以抑制MHV-68在体内的复制，并且ISG15 - / -小鼠对MHV - 68感染的易感性增加。CH25H是一种广谱的抗病毒ISG，也通过阻断病毒与细胞之间的膜融合来抑制MHV-68的感染。IFIT蛋白通过正向调节IFN - β产生和抑制KSHV mRNA丰度来限制KSHV复制。然而，许多其他ISGs在γ -疱疹病毒感染过程中的功能仍有待阐明。

基于此，该研究使用表达荧光素酶的重组MHV - 68作为报告基因，并筛选了构建的ISG文库用于调节γ-疱疹病毒复制的活性。筛选发现RNF213是一种抑制MHV - 68复制的ISG产物。RNF213是东亚人群中Moyamoya病( MMD是一种脑血管疾病)的易感基因。进一步研究发现RNF213还可以抑制KSHV的从头感染和潜伏再激活。在机制上，RNF213作为泛素E3连接酶，与MHV - 68和KSHV的RTA相互作用，并通过蛋白酶体途径促进RTA的多聚泛素化和降解。总之，这些结果揭示了一种先前未被发现的宿主策略来调节γ-疱疹病毒的裂解复制和潜伏期。

参考信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2218825120