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研究发现分泌型细胞内吞体通道(SELC)蛋白灭活包膜病毒
2021-07-27 来源:生物毒素与人类疾病学科组 作者:张云
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  自然界中大部分动物病毒都是包膜病毒,而大部分植物病毒和噬菌体都是非包膜病毒。包膜病毒,如人疱疹病毒、冠状病毒等,可引起人类和动物多种严重甚至致命性感染,这些病毒利用它们的脂质包膜与细胞膜或细胞内吞体膜发生融合而侵入宿主细胞中;然而,动物抵御包膜病毒进入细胞质的抗病毒效应分子及机制还不是完全清楚。与人们熟悉的传统膜蛋白(包括经典膜离子通道和转运体等)不同,分泌型内吞溶酶体通道(secretory endolysosome channel, 简称SELC)蛋白以细胞外分泌的单体可溶性形式存在,在环境因素(如营养状态或氧分压等)的严格调控下,SELC蛋白刺激细胞内吞(endocytosis)并在内吞溶酶体上形成物质通道。目前认为SELC蛋白在细胞物质(营养成分,代谢物,外来抗原等)摄取与交换,代谢调节及免疫防御中发挥着重要的生理作用。 

  中科院昆明动物研究所张云课题组前期工作发现两栖动物SELC蛋白与三叶因子(trefoil factor)复合物βγ-CAT在动物的天然免疫(Proc Natl Acad Sci USA 2014, 封面;J Infect Dis. 2017)防御,免疫抗原提呈(FASEB J. 2020)和无疤痕创伤修复中(FASEB J. 2019)发挥着重要的作用。βγ-CAT受环境氧分压的调控(J Biol Chem. 2020), 细胞膜酸性糖鞘脂介导其入胞作用(Commun Biol. 2019)2021“Animal endolysosome channel discovery”一文总结了SELC蛋白复合物βγ-CAT全新的细胞作用途径:即通过细胞膜受体介导的内吞途径入胞并形成内吞溶酶体通道介导物质交换,刺激和调节胞吞(如胞饮pinocytosis)和胞吐(exocytosis),从而发挥各种生物学功能(Zool Res. 2021,封面)日前,昆明动物所昆明医科大学合作揭示了SELC蛋白复合物βγ-CAT以一种独具特色的抗病毒作用方式来抵御包膜病毒的入侵。βγ-CAT通过靶向人疱疹病毒HSV-1酸性糖鞘脂作用于病毒包膜,βγ-CAT不裂解HSV-1病毒,但在HSV-1包膜上形成通道改变了病毒包膜的生物物理特性如膜通透性和膜流动性,该作用使病毒完全失去了侵染细胞而进入细胞质的能力,同时体内实验发现βγ-CAT可以显著降低小鼠HSV-1病毒感染。论文"An aerolysin-like pore-forming protein complex targets viral envelope to inactivate herpes simplex virus type 1"已在线发表于美国免疫学会会刊 (Journal of Immunology) (文章链接:https://doi.org/10.4049/jimmunol.2001056) 

  这些结果揭示了动物抵御病毒感染的新型细胞策略和分子件,也为人们深入研究动物抗病毒的分子策略和机制提供了全新的思路和线索,同时为抗病毒感染药物研发提供了新候选分子。中科院昆明动物所刘龙和邓成捷作为文章的共同第一作者,昆明动物所张云和昆明医科大学李盛安以及昆明动物所周巨作为文章的共同通讯作者。研究获得国家基金委-云南联合基金重点项目,"云岭学者"计划以及国家基金委面上项目等基金的资助。 

    

  附图: SELC蛋白复合物βγ-CAT直接灭活包膜病毒 

   


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