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本文揭示小鼠肝素酶（mHPSE）可通过靶向 SP1 抑制逆转录病毒转录，为抗病毒研究提供新思路。
### 引言
逆转录病毒（Retroviridae）是一类多样的病毒家族，其中包括能感染多种物种并导致免疫缺陷和癌症的成员，像人类免疫缺陷病毒 1 型和 2 型（HIV-1 和 HIV-2） ，以及鼠白血病病毒（MLV）和小鼠乳腺肿瘤病毒（MMTV）等。这些病毒感染细胞后，会将基因组整合到宿主基因组中，建立慢性感染。其基因组两侧的长末端重复序列（LTRs）在病毒转录过程中起着关键作用，5′ LTR 作为病毒启动子，与宿主转录因子和 RNA 聚合酶 II 共同参与病毒 RNA 的合成。
宿主细胞为抵御逆转录病毒攻击，进化出了多种防御机制，其中 I 型干扰素反应激活的干扰素刺激基因（ISGs）编码的宿主因子能有效抑制病毒感染。然而，大多数 ISGs 的抗病毒机制尚不清楚。肝素酶（HPSE）作为一种 ISG，是一种 β - D 葡糖醛酸酶，可切割细胞表面和细胞外基质的硫酸乙酰肝素（HS） 。它不仅具有酶活性，还参与转录调控、染色质修饰等非酶促功能，在病毒感染中发挥着复杂的作用。以往研究表明，HPSE 对多种病毒（如单纯疱疹病毒 1 型、人乳头瘤病毒、丙型肝炎病毒等）具有促病毒作用，可帮助病毒从感染细胞中释放，但也有高通量筛选提示其可能具有抗病毒功能，只是尚未有相关研究确定其抗病毒表型。
结果
- 转录调控：研究人员发现，小鼠 Hpse 在小鼠树突状细胞（DCs）和 B 细胞中高表达，在 T 细胞中也有低水平表达。通过实验证实，MLV 感染不会影响 Hpse 的表达，而 I 型干扰素 β（IFN - β）处理可上调 Hpse 的 mRNA 水平，这表明 Hpse 是一种 ISG，且其表达受 IFN - β 调控，但不受 MLV 感染诱导。
- 抗病毒作用差异：通过共转染实验发现，小鼠肝素酶（mHPSE）能显著降低多种逆转录病毒（包括 MLV、MMTV、猫免疫缺陷病毒（FIV）和 HIV-1）的病毒蛋白水平，且呈剂量依赖性，而人肝素酶（hHPSE）对这些病毒蛋白水平无明显影响。此外，mHPSE 对质粒介导的 GFP 蛋白表达无影响，说明其作用具有逆转录病毒特异性。
- 内源性 mHPSE 的作用：利用小鼠胚胎成纤维细胞（MEFs）进行实验，发现内源性 mHPSE 能抑制 MLV 感染。感染后，mHPSE 基因敲除（Hpse KO）的 MEFs 中 MLV DNA 水平和病毒蛋白产量均显著高于野生型（WT）MEFs 。进一步研究发现，mHPSE 主要定位于细胞核，且其核定位不受 MLV 影响。mHPSE 不影响病毒粒子的内在感染性和整合过程，但能显著降低 MLV 的转录水平，且这种作用是通过抑制转录起始实现的，并非影响 RNA 稳定性、核输出或剪接。
- 作用机制：研究表明，mHPSE 通过靶向转录因子 SP1 抑制逆转录病毒基因表达。mHPSE 可降低由 MLV 和 HIV-1 LTR 驱动的荧光素酶表达，且对含有 SP1 结合位点突变的 LTR 影响较小。进一步实验发现，mHPSE 与 mSP1 结合，阻止其与 MLV 的 5′ LTR 结合，从而抑制转录起始。
- 酶活性与功能关系：通过构建 mHPSE 突变体和使用酶活性抑制剂实验，证明 mHPSE 的酶活性对其抗逆转录病毒功能并非必需。无论是突变酶活性位点的 mHPSE（EE217/335AA）还是用抑制剂处理后的 mHPSE，都能像野生型 mHPSE 一样降低荧光素酶报告基因的表达，且 mHPSE 对逆转录病毒转录的抑制作用不依赖于其激活的 AKT 信号通路。
- 关键结构域：通过构建一系列人鼠 HPSE 嵌合体，发现 mHPSE 的 50 KDa 亚基的 C′ 末端域对其抗病毒功能至关重要。将 mHPSE 的 C′ 末端域替换为人 HPSE 的相应区域后，其抗病毒功能丧失；而将人 HPSE 的 C′ 末端域替换为 mHPSE 的相应区域后，人 HPSE 获得了类似 mHPSE 的抗病毒能力。
讨论
本研究发现 mHPSE 具有重要的抗逆转录病毒功能，这与以往报道的 hHPSE 的促病毒作用形成鲜明对比。这种差异类似于 TRIM5α 在不同物种中的功能差异，提示 mHPSE 可能在保护小鼠细胞免受 HIV-1 感染中发挥重要作用。
mHPSE 通过抑制逆转录病毒转录来发挥抗病毒作用，这为理解宿主与逆转录病毒的相互作用提供了新的视角。以往研究已发现多种宿主因子可靶向逆转录病毒转录，如 TRIM22、TRIM28 等，mHPSE 的发现丰富了这一领域的研究。
mHPSE 通过与 SP1 结合，抑制其与逆转录病毒 LTR 的结合，从而减少病毒基因表达。SP1 是许多逆转录病毒基因表达所必需的转录因子，这也解释了为什么 mHPSE 能对多种逆转录病毒产生抑制作用。同时，这也为研究 SP1 介导的逆转录病毒基因表达提供了新的模型。
研究还表明，mHPSE 的抗逆转录病毒功能不依赖于其酶活性，而是通过非酶促方式直接作用于逆转录病毒转录。这与 HPSE 在其他病毒感染中的作用机制不同，在丙型肝炎病毒和单纯疱疹病毒 1 型感染中，HPSE 的酶活性对病毒释放至关重要。
综上所述，mHPSE 作为一种新的抗病毒因子，具有广泛的抗逆转录病毒效应，为未来开发针对逆转录病毒感染的治疗策略提供了潜在的靶点和理论依据。未来研究可进一步探索 mHPSE 在体内的抗病毒机制，以及其在不同物种间功能差异的进化意义。
