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mBio | 哈兽研发现非洲猪瘟病毒复制的新机制

展源 2023-11-08

树突状细胞根据功能不同主要可以分为两大亚群：浆细胞样树突状细胞（pDC）和经典树突状细胞（cDC）。pDC的专长是产生Ⅰ型干扰素，在抗病毒天然免疫应答中发挥着重要作用；而cDC是专职的抗原递呈细胞。

cDC根据其表达的标志分子和功能的不同，又可以分为Ⅰ型经典树突状细胞（cDC1）和Ⅱ型经典树突状细胞（cDC2）两个亚群。cDC1最重要的功能是抗原交叉递呈，吞噬或内吞摄取外源抗原并呈递给CD8+ T细胞。而cDC2主要发挥经典抗原递呈作用，将外源抗原呈递给CD4+ T细胞。抗原交叉递呈在抗肿瘤CD8+ T细胞免疫应答中有着极为重要的作用。肿瘤细胞通常会下调自身的主要组织相容性复合体（MHC）-Ⅰ表达水平以实现免疫逃逸，而肿瘤微环境中的cDC1可吞噬将死亡的肿瘤细胞，摄取的肿瘤细胞抗原经过转运加工处理成多肽再装载在MHC-Ⅰ复合体上被呈递至cDC1细胞表面，从而激活CD8+ T细胞。cDC1发育分化的转录调控机制已经得到深入的研究，但是其稳态如何维持及其交叉递呈功能如何受到转录水平的调控还不是特别清楚。

2023年10月20日，肖能明教授课题组在Nature Communications杂志上发表了题为“The transcription factor Zeb1 controls homeostasis and function of type 1 conventional dendritic cells”的研究论文，揭示了Zeb1-microRNA-96/182-cybb通路在cDC1抗原交叉递呈中的重要调控作用以及Zeb1在脾脏cDC1稳态维持中的必要性。

ASFV引起的非洲猪瘟（ASF）是一种出血性、致死性、高度接触性传染病。ASFV是一种大型、复杂的核质双链DNA病毒。病毒基因组长170~194 kb，编码160多种病毒蛋白。由于对病毒基因组复制机制知之甚少，严重制约了抗病毒策略的研发。作者在前期研究中发现，pE301R可拮抗cGAS-STING介导的干扰素信号通路。然而，在构建该基因缺失的突变体病毒过程中，发现 E301R 在基因组中不可缺失。据此推测， E301R 是病毒结构复制的必需基因，在病毒复制周期中发挥关键作用。

为了探究pE301R的结构及其在病毒复制过程中的具体功能，作者应用X射线晶体衍射技术解析了pE301R高分辨率的晶体结构，发现它在整体结构上与真核生物和古细菌的滑动夹蛋白具有较高的相似性。进一步的结构分析发现pE301R可以组装成头尾相连的环形的四聚体结构，并利用分析型超速离心技术证实了四聚体的存在。pE301R的这种四元环与已知的二聚体或三聚体滑动夹或真核细胞的PCNA（即增殖的细胞核抗原）的结构不同，是一种新型滑动夹样结构。滑动夹和PCNA作为DNA聚合酶的辅助因子，与基因组和DNA聚合酶相结合，参与DNA聚合酶的持续合成。为了探究pE301R是否发挥滑动夹或PCNA样功能，作者进一步应用染色质免疫沉淀试验和免疫共沉淀试验发现，pE301R与ASFV基因组以及O174L蛋白（DNA聚合酶X）存在相互作用。分别在细胞和病毒层面进行了基因替换或回补试验，发现pE301R在病毒复制过程中发挥了滑动夹或PCNA样作用，而PCNA的特异性抑制剂T2AA能够抑制ASFV的基因组复制。

ASFV pE301R与不同物种的滑动夹结构模式图

该研究鉴定了pE301R作为ASFV的DNA复制机器的重要组分，明确了pE301R在病毒基因组复制过程中的具体作用，为研发新型抗病毒策略提供了候选靶标。该研究发现了一种病毒编码的新型滑动夹样结构，丰富了对不同物种DNA复制过程中功能的认知。

本研究得到十四五国家重点研发计划（2021YFD1800104）、国家自然科学基金项目（31970152、U20A2060和32072866）、中国科学院战略先导项目（XDB37040302）和黑龙江省自然科学基金研究团队项目（TD2023C007）的资助。哈尔滨兽医研究所副研究员李素、硕士生葛海亮、中国科学院高能物理研究所李艳华副研究员和哈尔滨兽医研究所硕士生张柯慧为论文的共同第一作者，哈尔滨兽医研究所仇华吉研究员和中国科学院高能物理研究所张衡副研究员为共同通讯作者。

参考文献:

Li S, Ge H, Li Y, et al. The E301R protein of African swine fever virus functions as a sliding clamp involved in viral genome replication [published online ahead of print, 2023 Sep 29]. mBio. 2023;e0164523.

doi:10.1128/mbio.01645-23

来源：immunity advances、病毒学界

内容来源：immunity advances、病毒学界

责任编辑：展源

审　　核：何发

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