"改造罗氏沼虾诺达病毒样颗粒展示SNA-I凝集素CRD结构域：靶向宿主细胞唾液酸抑制SARS-CoV-2假病毒感染的新策略"

本研究针对SARS-CoV-2变异株通过糖基化修饰逃逸中和抗体的难题，创新性地将罗氏沼虾诺达病毒(MrNV)衣壳蛋白突出域替换为SNA-I凝集素唾液酸结合域(tsCRD)，构建出能特异性结合ACE2受体唾液酸化糖链的嵌合病毒样颗粒(tsCRD-MrNV-VLPs)。实验证实该颗粒可显著抑制Wuhan、Delta和Omicron等多种假病毒变体感染，为开发广谱抗病毒制剂提供新思路。

　　

随着COVID-19疫情持续演变，SARS-CoV-2病毒通过刺突蛋白(S蛋白)突变不断产生新变异株，其表面密集的糖基化修饰（尤其是末端唾液酸化）成为免疫逃逸的关键因素。传统抗体疗法面临严峻挑战，而宿主细胞ACE2受体上的唾液酸化糖链作为病毒潜在附着位点，为干预病毒入侵提供了新靶标。泰国玛希隆大学（Mahidol University）解剖学系的研究团队创新性地利用水产病原体——罗氏沼虾诺达病毒(Macrobrachium rosenbergii nodavirus, MrNV)的衣壳蛋白自组装特性，将其突出结构域(P-domain)完全替换为黑接骨木凝集素(Sambucus nigra agglutinin-I, SNA-I)的碳水化合物识别域(tsCRD)，成功构建出能特异性靶向宿主细胞唾液酸的新型纳米颗粒。这项发表于《Scientific Reports》的研究显示，这种嵌合病毒样颗粒(tsCRD-MrNV-VLPs)不仅能维持二十面体结构，还可显著阻断多种SARS-CoV-2假病毒变体的感染。

研究团队主要采用以下关键技术：通过PHYRE2算法预测嵌合蛋白三维结构；在大肠杆菌BL21(DE3)中表达重组蛋白并通过镍柱纯化；透射电镜验证颗粒组装；利用过表达ACE2的HEK293T细胞模型进行结合实验；采用ELISA和免疫荧光分析结合特异性；最后通过携带荧光素酶报告基因的假病毒系统评估对Wuhan、Delta和Omicron BA.2变体的抑制效果。

Glycan profiles using lectins

通过凝集素ELISA检测发现，HEK293T-hACE2细胞裂解物中SNA-I（特异性识别α2-6唾液酸）结合信号显著高于普通HEK293T细胞，证实ACE2受体存在丰富唾液酸化修饰，为后续实验提供理论基础。

tsCRD-MrNV-VLP structural layout

结构预测显示，将MrNV衣壳蛋白251-374位氨基酸替换为SNA-I B链425-570位tsCRD序列后，形成的嵌合亚基仍能维持正确折叠。二十面体模型预测180个亚基均能展示CRD结构域，在五重对称轴处形成明显突起。

Expression,purification,and assembly

SDS-PAGE和Western blot证实重组蛋白分子量约46 kDa（野生型为42.5 kDa）。负染电镜显示颗粒直径26-29 nm，表面拓扑结构更圆润，证明结构改造未影响自组装能力。

Binding efficiency

定量实验表明，tsCRD-MrNV-VLPs对HEK293T-hACE2细胞的结合力比野生型VLPs高3倍（p<0.0001），且呈现浓度依赖性。免疫荧光显示其特异性定位于ACE2过表达细胞膜。

Internalization

37℃孵育30分钟后，嵌合颗粒可内化进入HEK293T-hACE2细胞胞质，而对照颗粒无此现象，说明CRD介导了细胞摄取过程。

Competitive blocking

当用SNA-I预封闭细胞后，嵌合颗粒结合率下降至49.6%（20μg/mL时），显著强于AAL（岩藻糖特异性）和sWGA（N-乙酰葡糖胺特异性）的阻断效果，证实其通过α2-6唾液酸途径结合。

Pseudovirus inhibition

在共孵育实验中，tsCRD-MrNV-VLPs对Wuhan、Delta和Omicron BA.2假病毒的抑制率分别达72.25%、78.26%和60.19%，优于游离SNA-I凝集素，证明多价展示显著增强阻断效果。

这项研究开创性地将水产病毒载体与植物凝集素功能域相结合，构建出能同时靶向病毒糖蛋白和宿主受体的"双功能"纳米颗粒。其重要意义在于：1）利用MrNV-VLPs的稳定性与高拷贝数优势，克服了传统凝集素单价结合、稳定性差的缺陷；2）通过劫持病毒赖以附着的唾液酸通路，可能规避由S蛋白突变导致的免疫逃逸；3）为应对未来可能出现的新变异株提供普适性技术平台。如作者在图8中展望的，该平台还可进一步改造为药物递送系统，通过基因密码扩展技术引入非天然氨基酸或封装抗病毒药物，为COVID-19防治提供新思路。