人巨细胞病毒UL78：核定位GPCR在CD34+造血祖细胞潜伏感染再激活中的关键作用与机制研究

本研究发现人巨细胞病毒（HCMV）编码的G蛋白偶联受体（GPCR）UL78通过特异性偶联Gαi蛋白并定位于细胞核，对CD34+造血祖细胞（HPC）中潜伏病毒再激活起决定性作用。通过TurboID邻近标记技术首次揭示UL78与核孔复合体（NPC）、病毒转录复制机器的相互作用，为靶向潜伏感染治疗提供了新策略。

　　

人巨细胞病毒（HCMV）UL78是核定位GPCR且为潜伏感染再激活所必需

研究团队通过构建UL78蛋白表达缺失（UL78-2XSTOP）和G蛋白偶联关键位点突变（DRL→DAL）的重组病毒，发现在人胚胎干细胞（hESC）来源的CD34⁺造血祖细胞（HPC）潜伏感染模型中，缺失UL78或其G蛋白偶联功能虽不影响病毒潜伏建立和基因组维持，但会导致再激活效率显著降低。这表明UL78在再激活过程中发挥不可替代的作用。

HCMV UL78通过保守DRL基序特异性偶联Gα_i家族蛋白

利用纳米荧光素酶（nLuc）互补技术实时监测GPCR与G蛋白的相互作用，发现野生型UL78特异性偶联Gα_i，其偶联强度与已知多能偶联的US28相当。而DRL基序完全突变（AAA）或精氨酸位点突变（DAL）均显著削弱其与Gα_i的偶联能力，但不影响其在细胞表面的表达水平。这证实UL78的DRL基序是其偶联Gα_i所必需的。

UL78的G蛋白偶联功能是再激活所必需的

携带HiBiT标签的UL78-DAL突变病毒在溶菌复制中表现出与野生型病毒相似的生长动力学和蛋白表达时序。然而，在CD34⁺ HPC再激活实验中，UL78-DAL病毒与UL78缺失病毒一样，无法有效再激活，但其病毒基因组拷贝数与野生型相当。这证明UL78通过偶联Gα_i传导信号是驱动再激活的关键，而非其蛋白的物理存在。

利用TurboID邻近标记揭示UL78的相互作用组

研究人员构建了UL78C端融合TurboID的重组病毒（UL78-TurboID），其在成纤维细胞溶菌感染和CD34⁺ HPC再激活早期阶段均能有效生物素化邻近蛋白。质谱分析鉴定出大量UL78的候选相互作用蛋白。

在成纤维细胞中，UL78与Gα_i（而非Gα_q或Gα₁₂）以及多个核孔蛋白（NUP98、NUP153等）、输入蛋白（importin）、转录因子和染色质重塑蛋白显著邻近。病毒蛋白中，US28、DNA聚合酶UL54、解旋酶-primase复合物成员（UL70、UL102）、转录激活因子（UL69、UL122）和核衣壳蛋白（UL85、UL89）等也被富集。

在CD34⁺ HPC再激活模型中，UL78同样与Gα_i、核孔复合体成分、RNA加工蛋白以及病毒蛋白（如UL33、US27、US28、UL69、UL82、UL122）等显著邻近。通路分析显示，这些蛋白富集于mRNA转运、核孔解体、ISG化修饰等过程。

比较两个模型发现，共有354个宿主蛋白和54个病毒蛋白重叠，表明UL78在不同细胞环境和感染阶段的核心相互作用组相对保守。

HCMV UL78在感染过程中定位于细胞核

基于相互作用组中大量核蛋白的发现，研究通过多种正交实验验证了UL78的核定位。细胞分级分离免疫印迹和HiBiT荧光素酶检测均证实，在成纤维细胞感染中，部分UL78（包括野生型和DAL突变型）存在于核组分中，而膜蛋白UL8的对照信号则仅限于胞质。免疫荧光共聚焦显微镜进一步观察到UL78定位于核膜，并与核孔蛋白NUP98共定位。这表明UL78的核定位是其固有特性，且可能不依赖于G蛋白偶联功能。

讨论：UL78核定位与功能的意义

本研究首次确立了UL78在HCMV潜伏感染再激活中的关键作用，并阐明其通过DRL基序偶联Gα_i是这一功能的分子基础。更为重要的是，通过高通量的邻近标记技术，揭示了UL78一个前所未见的功能面——其与核孔复合体、核转运 machinery、病毒DNA复制及转录装置的密切联系，并实验证实了其核定位。

研究者提出模型：UL78可能通过内化后经Rab/SNX/importin依赖的路径转运至核膜或核内。在核内，它可能作为支架蛋白，通过偶联Gα_i信号或直接与病毒基因组、转录复制机器及宿主染色质调节因子相互作用，改变染色质状态，促进病毒立即早期基因的转录，从而启动再激活程序。这为理解病毒GPCR如何从细胞膜到细胞核多方位操控宿主细胞提供了全新视角，也为靶向潜伏病毒库的治疗策略开发了新的潜在靶点。