宿主蛋白ARF1是SARS-CoV-2的促病毒因子及广谱抗病毒治疗靶点的发现

本研究揭示了宿主蛋白ARF1通过介导SARS-CoV-2膜蛋白(M)在内质网-高尔基体中间区室(ERGIC)的富集，驱动病毒颗粒组装的分子机制。研究人员通过功能筛选和结构解析，证实靶向ARF1-M互作界面的多肽抑制剂PEP17能显著抑制病毒增殖和致病性，为开发广谱抗冠状病毒药物提供了新策略。

　　

新型冠状病毒SARS-CoV-2及其变异株持续威胁全球公共卫生，尽管针对病毒入侵和复制的治疗策略已有进展，但关于病毒颗粒组装的关键机制仍存在重大知识空白。病毒膜蛋白(M)作为病毒形态发生的核心驱动因子，需在内质网-高尔基体中间区室(ERGIC)高浓度聚集才能有效介导病毒颗粒组装，然而这一过程的分子调控机制长期未明。

中国科学院武汉病毒研究所的研究团队在《Nature Communications》发表重要研究成果，首次鉴定宿主蛋白ADP-核糖基化因子1(ARF1)是SARS-CoV-2 M蛋白的关键互作因子。通过系统性的功能实验和结构解析，研究人员发现ARF1通过其N端螺旋结构域与M蛋白结合，促进M在ERGIC的特异性富集，从而驱动病毒颗粒的组装和释放。这一发现不仅填补了冠状病毒生命周期中组装环节的机制空白，更揭示了靶向宿主因子的广谱抗病毒治疗新途径。

研究采用多学科技术方法：通过亲和纯化-质谱联用技术(AP-MS)筛选M蛋白互作组；利用CRISPR-Cas9构建ARF1基因敲除细胞模型；建立基于HiBiT发光报告系统的病毒样颗粒(VLP)组装检测平台；结合免疫荧光共定位和电子显微镜观察亚细胞定位；开发穿透性多肽抑制剂PEP17并通过叙利亚仓鼠模型验证体内疗效。

SARS-CoV-2 M蛋白与宿主因子ARF1互作并共定位
通过Stag-pulldown结合质谱分析，研究人员从293T细胞中鉴定出ARF1是M蛋白的特异性结合伴侣。免疫共沉淀和共聚焦显微镜观察证实，在转染系统和病毒感染情境下，ARF1与M蛋白在ERGIC显著共定位。

ARF1是SARS-CoV-2及其变异株的促病毒因子
基因敲除实验显示ARF1缺失使病毒滴度降低100倍，而过表达则促进病毒增殖。值得注意的是，ARF1对Delta和Omicron(BA.4/BA.5)变异株同样具有促感染作用，提示其作用的广谱性。

ARF1调控M蛋白在ERGIC的富集
ARF1敲除导致M蛋白从ERGIC的聚集模式转变为弥散分布。显性负突变体ARF1(T31N)虽保留与M的结合能力，但因丧失膜定位特性而破坏M的ERGIC富集，证实ARF1的GDP/GTP循环状态对M定位的关键调控作用。

靶向ARF1的干预策略抑制病毒组装
小分子抑制剂布雷菲德菌素A(BFA)和Golgicide A(GCA)通过阻断ARF1的ERGIC定位，使病毒颗粒产量下降90%。更关键的是，模拟ARF1_1-17结构域设计的穿透性多肽PEP17能竞争性抑制M-ARF1互作，其半数抑制浓度(IC₅₀)达0.82μM。

PEP17在动物模型中展现治疗潜力
在K18-hACE2转基因小鼠中，ARF1敲低显著减轻肺部病毒载量和病理损伤。叙利亚仓鼠模型证实PEP17处理使肺组织病毒滴度降低10倍，并明显改善呼吸道炎症和上皮损伤。

这项研究系统阐明了ARF1-M互作在冠状病毒组装中的核心作用，突破性地证实靶向宿主因子的干预策略可有效抑制多种SARS-CoV-2变异株。特别值得注意的是，PEP17作为首个靶向病毒-宿主蛋白互作界面的多肽抑制剂，其设计避开了直接靶向病毒蛋白易产生耐药突变的缺陷。该发现不仅为理解冠状病毒生命周期提供新视角，更开创了"宿主导向"的广谱抗病毒药物开发新模式，对应对当前疫情和未来新发冠状病毒威胁具有重要战略意义。