ApoER2 LA5结构域特异性介导Semliki Forest病毒入侵的分子机制及其抗病毒应用研究

《Nature Communications》：Molecular basis of ApoER2-mediated Semliki Forest virus entry

本研究揭示了载脂蛋白E受体2（ApoER2）通过其第5个LDLR A类结构域（LA5）特异性介导Semliki Forest病毒（SFV）入侵的分子机制。研究人员通过冷冻电镜技术解析了SFV与ApoER2 LA5及全长受体的复合物结构，发现LA5与病毒E1结构域III（DIII）形成353 ?2的结合界面，并证实可溶性LA5可作为诱饵受体有效中和SFV感染。该发现为黄病毒科病原体的受体识别机制提供了新见解，并开发了新型抗病毒策略。

　　

Semliki Forest病毒（SFV）作为甲病毒属的重要成员，不仅是神经致病性研究的模式病毒，更是生物安全领域的重要对象。此前研究发现，极低密度脂蛋白受体（VLDLR）可通过多个LDLR A类（LA）结构域与SFV E1蛋白结构域III（DIII）相互作用介导病毒入侵。然而，作为同一受体家族的载脂蛋白E受体2（ApoER2）在SFV入侵中的具体作用机制始终是领域内的知识盲区。明确ApoER2介导SFV入侵的精确分子机制，不仅能够完善病毒-宿主相互作用的理论体系，更为抗病毒策略的开发提供新的靶点。

为解析这一科学问题，研究团队综合运用生物化学分析、细胞生物学实验与结构生物学方法，系统性阐明了ApoER2介导SFV入侵的分子途径。通过冷冻电镜（cryo-EM）技术首次解析了SFV与ApoER2 LA5结构域及全长受体的复合物结构，发现ApoER2亚型1的七个LA结构域中，仅LA5能特异性识别病毒E1-DIII区域。关键结合界面的点突变实验验证了相互作用位点的生物学功能，而可溶性LA5诱饵受体在细胞和小鼠模型中均展现出显著的中和效果，标志着该研究兼具理论创新性与转化应用价值。

关键技术方法包括：采用冷冻电镜（cryo-EM）解析SFV与ApoER2 LA5及全长受体复合物的三维结构；通过位点定向突变技术验证关键结合残基；利用细胞模型进行病毒附着和入侵实验；使用可溶性LA5蛋白进行体外中和实验；建立小鼠感染模型评估诱饵受体的保护效果。

ApoER2 LA5结构域特异性识别SFV E1-DIII

冷冻电镜结构分析显示，ApoER2通过LA5结构域与SFV E1-DIII形成353 ?2的有限结合界面。与VLDLR利用多个LA结构域结合病毒的模式不同，ApoER2仅依赖单个LA5结构域完成特异性识别。结构比对发现结合界面包含高度保守的氨基酸残基，提示该相互作用具有进化上的特异性。

功能验证揭示LA5在病毒入侵中的核心作用

通过细胞水平的病毒附着与内化实验，证实LA5结构域是介导SFV入侵的关键功能单元。位点定向突变实验表明，破坏结合界面的关键残基会显著降低病毒入侵效率，而其他LA结构域的突变则不影响病毒感染，进一步验证了LA5的功能特异性。

可溶性LA5展现治疗潜力

研究人员构建的可溶性LA5蛋白在细胞模型中能有效中和SFV感染。动物实验表明，该诱饵受体可保护小鼠免受致死剂量SFV的攻击，显著提高存活率。这一发现为开发针对SFV及其他相关病毒的受体阻断疗法提供了直接证据。

研究结论表明，ApoER2通过LA5结构域依赖性机制介导SFV入侵，该途径独立于VLDLR的多结构域结合模式。该研究不仅揭示了ApoER2介导病毒入侵的精确分子机制，更重要的是开发出基于受体结构的新型抗病毒策略。可溶性LA5蛋白的成功应用证明靶向病毒-受体相互作用界面可实现有效的病毒中和，为应对新发病毒性传染病提供了新的干预思路。该研究成果发表于《Nature Communications》，对病毒学领域和抗病毒药物研发具有重要推动意义。