抑制Tax1-PDZ相互作用通过改变细胞外囊泡组成阻断HTLV-1病毒传播的机制研究

这篇研究揭示了HTLV-1病毒Tax-1蛋白与宿主PDZ结构域蛋白（特别是syntenin-1）相互作用的分子机制。通过核磁共振（NMR）解析了Tax-1 C端PDZ结合基序（PBM）与syntenin-1双PDZ结构域的结合特征，发现小分子抑制剂iTax/PDZ-01能阻断该相互作用，改变细胞外囊泡（EVs）的蛋白质和miRNA组成（如显著上调miR-320c），从而抑制病毒细胞间传播，为HTLV-1相关疾病治疗提供了新靶点。

　　

Tax1-PDZ相互作用网络的全景解析

研究团队通过酵母双杂交、Gaussia princeps荧光互补实验（GPCA）和GST pull-down等技术，系统绘制了HTLV-1 Tax-1蛋白与人类PDZ蛋白质组的相互作用图谱。在测试的248个PDZ结构域中，Tax-1能与54种PDZ蛋白（占人类PDZ组的36%）发生特异性结合，显著扩展了已知的14种互作蛋白范围。通过转录组和突变分析发现，这些PDZ基因在HTLV-1感染细胞、Tax-1诱导表达的Jurkat细胞以及成人T细胞白血病（ATL）患者样本中均呈现显著差异表达模式。空间功能富集分析（SAFE）揭示了Tax-1/PDZ互作网络主要参与核酸结合、细胞周期调控、细胞连接、细胞骨架组织和内吞囊泡膜组装等生物学过程。

结构生物学揭示Tax-1/syntenin-1结合奥秘

研究聚焦于内吞囊泡膜组装关键蛋白syntenin-1（SDCBP），通过核磁共振（NMR）技术解析了Tax-1 C端十肽（SEKHFRETEV）与syntenin-1 PDZ1和PDZ2结构域的相互作用。化学位移扰动实验显示，Tax-1肽段通过经典的ETEV基序同时结合两个PDZ结构域，其中PDZ2结合更强（K_D=1.55 mM）。结构映射发现结合诱导了PDZ2域α2螺旋的重排，这种构象变化可能影响syntenin-1的支架功能。荧光偏振（FP）实验证实，仅含ETEV的四肽即可维持结合活性，而缺失PBM的HTLV-2 Tax-2则无相互作用。

小分子抑制剂的双重抗病毒机制

研究测试了两种靶向PDZ的小分子：syntOFF（已知syntenin-1抑制剂）和新开发的iTax/PDZ-01。两者均能剂量依赖性地抑制Tax-1/syntenin-1相互作用，其中iTax/PDZ-01效果更显著。在HTLV-1感染的HuT102细胞中，25 μM iTax/PDZ-01处理导致：

1. EVs粒径减小（181.6→154 nm）

2. syntenin-1和Tax-1在EVs中的共载减少

3. 病毒传播效率降低约60%

   值得注意的是，syntenin-1敲低实验证实其对病毒复制至关重要——shRNA处理使HTLV-1 Gag mRNA表达下降70%，印证了该靶点的治疗潜力。

EVs蛋白质组学的革命性发现

通过质谱分析发现iTax/PDZ-01处理使EVs蛋白质组成发生显著改变：

• 下调组分：病毒相关蛋白（Gag-Pro-Pol、Tax-1）、促转移因子（LGALSBP、CD70）和四跨膜蛋白（CD81/CD82）等

• 上调组分：核糖体蛋白和核苷酸代谢酶类

  信号通路分析（SPEED2）显示Wnt、Notch、Hippo和MAPK-PI3K通路被激活，而炎症相关通路（TLR、TNFα）未受显著影响。特别引人注目的是，syntenin-1的直接互作伙伴——RNA结合蛋白（SUB1、SRSF11等）的表达也发生改变，暗示转录后调控网络的广泛重塑。

miR-320c：天然的抗病毒武器

小RNA测序揭示iTax/PDZ-01处理使EVs中288种miRNA发生差异表达，其中最显著的是miR-320c（上调64倍）。功能实验证明：

• miR-320c模拟物可剂量依赖性地抑制syntenin-1 mRNA表达（最大降低80%）

• 同时减少HTLV-1 Gag表达（55 nM处理降低65%）

• 在共培养实验中抑制病毒传播（222 nM处理抑制率达75%）

  相反，miR-320c抑制剂则增强病毒传播。机制上，miR-320c可能通过靶向syntenin-1形成负反馈环路，而其他miR-320家族成员（如miR-320d/e）则通过不同机制发挥抗病毒作用。

这项研究首次阐明了Tax-1通过劫持宿主PDZ蛋白网络（特别是syntenin-1）调控EVs组成的分子机制，开发的小分子抑制剂能协同激活内源性miR-320c的抗病毒通路。该发现不仅为HTLV-1治疗提供"一石二鸟"的新策略（同时阻断病毒蛋白功能和重编程EVs货物），也为其他病毒性疾病（如HIV、SARS-CoV-2）的治疗带来启示——靶向病毒-宿主互作界面联合miRNA调控可能成为下一代抗病毒药物的开发范式。