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vtRNAs通过促进hnRNP C和ELAVL1的胞质定位增强RNA病毒感染
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Cell Reports 7.5
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本研究揭示了病毒复制新机制:vtRNAs(穹窿RNA)通过调控RNA结合蛋白hnRNP C和ELAVL1的核质穿梭,显著增强SINV(辛德比斯病毒)和EMCV(脑心肌炎病毒)的复制。该发现为抗病毒治疗提供了新靶点,首次阐明vtRNAs作为"分子护航"协助宿主蛋白转位的分子机制。
病毒劫持宿主的新策略:穹窿RNA的分子护航机制
病毒感染诱导穹窿RNA表达
多种RNA病毒(包括小RNA病毒科的EMCV、甲病毒科的SINV和冠状病毒科的MERS-CoV)可显著上调宿主细胞中vtRNA1-1、vtRNA1-2和vtRNA1-3的表达水平。这种诱导具有病毒特异性,在腺病毒和正呼肠孤病毒感染中未被观察到。值得注意的是,病毒灭活处理后丧失诱导能力,且依赖病毒复制而非I型干扰素信号通路。时间进程实验显示vtRNAs表达在感染24小时后持续升高,actinomycin D处理证实这是转录水平调控事件。
遗传学证据揭示vtRNAs的促病毒功能
通过CRISPR-Cas9技术构建的vtRNA1-1/1-2/1-3三敲除细胞系显示,SINV和EMCV的病毒滴度下降达80%。表型拯救实验证实该作用具有特异性——外源回补vtRNAs可部分恢复病毒复制能力。值得注意的是,这种促病毒效应独立于I型干扰素通路,ruxolitinib处理不影响表型。siRNA敲低实验进一步验证,vtRNAs缺失对病毒复制的抑制不依赖于PKR或RIG-I等经典抗病毒通路。
RAP-MS技术绘制vtRNAs相互作用图谱
采用RNA反义纯化结合质谱技术(RAP-MS),首次系统鉴定了vtRNAs的蛋白质相互作用网络。在未感染和感染状态下,vtRNA1-1/1-2/1-3共同结合包括hnRNP C和ELAVL1在内的9种核心蛋白。GO分析显示这些互作蛋白显著富集于"mRNA代谢调控"通路,其中RNA结合蛋白(RBPs)占比达78%。免疫共沉淀(RIP-qPCR)验证了hnRNP C与所有四种vtRNAs的稳定结合,且该相互作用在病毒感染期间增强。
核质穿梭调控的分子机制
细胞分级实验揭示关键发现:在野生型细胞中,SINV感染导致hnRNP C和ELAVL1从核内显著转位至胞质(hnRNP C胞质比例从15%增至40%);而在vtRNA敲除细胞中,这种转位被显著抑制。共聚焦显微镜动态观测显示,病毒感染细胞中ELAVL1的核滞留增加3.5倍。值得注意的是,这种调控具有特异性——其他核蛋白如MORC3的定位不受vtRNAs影响。机制上,vtRNAs可能通过掩盖hnRNP C的核定位信号(NLS)或竞争结合核输出受体来实现调控。
促病毒功能的分子基础
病毒RNA捕获实验表明,vtRNAs缺失导致hnRNP C与SINV基因组RNA的结合减少60%。功能上,hnRNP C的促病毒活性高度依赖vtRNAs存在——在野生型细胞中敲低hnRNP C使病毒滴度降至46%,而在vtRNA敲除细胞中仅降至82%。对ELAVL1的类似实验显示,其稳定病毒RNA的功能部分依赖vtRNAs介导的胞质定位。这些发现解释了早期观察到的现象:ELA
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