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hnRNPM通过人禽细胞差异机制调控甲型流感病毒复制:跨物种传播的新视角
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月29日 来源:Journal of Virology 4.0
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这篇研究揭示了宿主因子hnRNPM在甲型流感病毒(IAV)跨物种传播中的关键作用。研究发现人源hnRNPM(hu-hnRNPM)通过编码序列依赖性机制特异性增强HA/NA/M/NS节段转录,而禽源hnRNPM(ch-hnRNPM)则通过抑制M2 mRNA剪接维持最佳M2蛋白水平。这种物种特异性调控机制为理解IAV宿主适应性提供了新见解,对防控高致病性H5N1等病毒跨物种传播具有重要启示。
hnRNPM与IAV vRNP的相互作用
通过亲和纯化结合质谱分析(AP-MS)技术,研究团队在293T细胞中鉴定出12个与IAV病毒核糖核蛋白(vRNP)相互作用的宿主蛋白,其中异质核核糖核蛋白M(hnRNPM)与PB2、NP等vRNP组分存在显著相互作用。免疫共沉淀实验进一步证实,在A549细胞感染WSN病毒后,hnRNPM抗体能共沉淀PB2和NP蛋白,而NP抗体也能回捕hnRNPM,这种双向验证确立了hnRNPM与IAV vRNP的物理结合。
人源hnRNPM正向调控IAV复制
基因沉默实验显示,在A549细胞中敲低hu-hnRNPM可使WSN、PR8和H9N2病毒的滴度下降超过10倍。值得注意的是,这种抑制作用独立于STAT1介导的先天免疫通路——即使在STAT1敲除的A549细胞中,hu-hnRNPM敲低仍显著抑制病毒复制。机制研究发现,hu-hnRNPM通过维持IRF3蛋白水平及其磷酸化状态调控干扰素刺激基因(ISG)表达,但其对病毒复制的调控作用不依赖于该免疫通路。
转录效率的节段特异性调控
单周期感染实验揭示了hu-hnRNPM的独特调控模式:敲低导致HA、NA、M和NS节段mRNA水平显著降低,同时伴随这些节段vRNA水平升高;而PB2、PB1、PA和NP节段则呈现相反趋势。RNP重组系统实验证实,这种调控依赖于病毒基因开放阅读框(ORF)而非非编码区(NCR)序列。引人注目的是,当M1基因编码区引入178个同义突变后,hu-hnRNPM的调控作用完全消失,证明其通过识别特定RNA序列特征实现节段特异性转录调控。
禽源hnRNPM的独特剪接调控
在禽类DF-1细胞中,ch-hnRNPM展现出截然不同的作用机制。敲低实验导致M2蛋白异常升高,但对其他病毒蛋白无影响。深入分析发现ch-hnRNPM主要表达两种亚型(ch-hM738和ch-hM709),它们通过抑制M节段mRNA剪接来维持最佳M2蛋白水平。物种对比实验显示,人源hnRNPM因含有额外的34个氨基酸而不能在禽细胞中抑制M2表达,而删除该区域的突变体则恢复调控功能。
M2蛋白水平的物种差异
研究发现相同病毒在A549和DF-1细胞中产生显著不同的M2表达谱。功能实验证明M2过表达在人类细胞促进病毒复制,在禽细胞则产生抑制作用。这种差异解释了为何IAV需要采用不同策略调控M2表达:在人细胞通过hu-hnRNPM增强M节段转录,在禽细胞则依赖ch-hnRNPM限制M2 mRNA剪接。该发现为理解H5N1等禽流感病毒跨种传播障碍提供了新视角——牛源hnRNPM与人源高度相似(99.3%),可能共同促进高M2表达,增加牛源病毒感染人类的风险。
讨论与展望
该研究首次系统阐述了hnRNPM在IAV生命周期中的双重调控机制:在人细胞作为转录增强因子,在禽细胞作为剪接抑制因子。这种物种特异性调控模式与已知的ANP32A、MX1等宿主限制因子形成鲜明对比——IAV不是克服hnRNPM的物种差异,而是巧妙适应其不同功能。研究还揭示了ORF序列在节段特异性转录中的关键作用,为理解vRNP结构与功能关系开辟了新思路。鉴于当前H5N1禽流感在牛群中的流行,该发现对预警潜在跨物种传播风险具有重要公共卫生意义。
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