高福院士Cell发表新研究成果

　　

生物通报道  在高福（George F Gao）院士的领导下，来自中国科学院微生物研究所的研究人员揭示出了，埃博拉病毒糖蛋白（GP）结合它的内吞体受体Niemann-Pick C1(NPC1)的机制。这一重要的研究成果发布在1月14日的《细胞》（Cell）杂志上。

埃博拉病毒（Ebola virus，EBOV）是一种无节段的单股负链RNA病毒，属于丝状病毒科埃博拉样病毒属，是一种能够引发脊椎动物，特别是灵长类动物产生出血热症状的高危性致死性病毒。目前所发现的EBOV有5个识别的种类：苏丹埃博拉病毒（Sudan virus）、扎伊尔埃博拉病毒（Zaire virus）、莱斯顿埃博拉病毒（Reston virus）、本迪布焦病毒（Bundibugyo virus）和塔伊森林病毒（Tai Forest viruse），其中4种（除了莱斯顿埃博拉病毒）均可感染人类。了解这些病毒进入宿主细胞的机制有可能帮助开发出有效的治疗方法。

EBOV的RNA基因组可编码7种蛋白，其中NP为病毒的核衣壳蛋白；VP30为病毒结构蛋白，与病毒的转录过程有关；L是一种RNA聚合酶；VP35不仅在RNA的合成中起到不可替代的作用，而且还可以抑制I型干扰素；GP为I型跨膜蛋白；VP24为小型膜蛋白；VP40是毒粒内膜相关的基质蛋白。GP是EBOV侵染宿主过程中起着重要作用的跨膜糖蛋白。

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去年，由美国的科学家领导的一个研究小组发现，内吞体蛋白NPC1是埃博拉病毒病毒侵染必需的入口受体（延伸阅读：研究发现埃博拉病毒的致命弱点 ）。在人体中NPC1蛋白的功能是转运胆固醇。但埃博拉病毒的GP能跟NPC1结合，病毒借此被转运进入细胞内。一旦进入细胞，埃博拉病毒就利用细胞内的合成系统复制病毒，复制完成后，新的病毒冲破细胞释放出去，细胞也就破裂、死亡。但科学家们一直不清楚NPC1这一埃博拉病毒入侵的“通道”是如何被打通的。

在这篇Cell文章中研究人员报告称，确定了埃博拉病毒待发状态的GP (primed GP,GPcl)结合NPC1-C 结构域C的晶体结构，分辨率达到2.3埃(Å)。他们证实NPC1-C利用了两个突出的环状结构占据了GPcl头部的一个疏水性空腔。在酶裂解与NPC1-C结合的情况下，GPcl构象改变进一步影响了这一内部融合环的状态，触发了膜融合。

新研究提供了有关埃博拉病毒进入晚期内吞体的结构机制，由此为设计出阻止病毒进入的治疗抑制剂奠定了分子基础。

不久前，高福院士在《科学通报》上发表文章阐明人TIM分子的结构与结合PS的分子基础，揭示了埃博拉病毒入侵的分子机制（延伸阅读：高福院士最新文章解析埃博拉病毒入侵分子机制 ）。今年早些时候，高福院士还领导来自中国科学院微生物研究所、四川大学等处的研究人员，揭示出了人类破骨细胞相关受体(OSCAR)识别胶原蛋白的结构基础，并为未来开发出特异性调节胶原蛋白及胶原蛋白互作的新疗法提供了一种有前景的策略。这项工作发布在1月7日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上（延伸阅读：高福院士PNAS发表重要新成果）。

（生物通：何嫱）

作者简介：

高福

病原微生物与免疫学家。中国疾病预防控制中心、中国科学院微生物研究所研究员。1961年11月15日出生于山西省应县，籍贯山西应县。1983年毕业于山西农业大学，1986年在中国农业大学获硕士学位，1995在年英国牛津大学获博士学位。现任中国疾病预防控制中心副主任/中国科学院北京生命科学研究院副院长。

长期从事病原微生物与免疫学领域研究，特别是在病原与宿主的相互识别和相互作用方面进行了系统性和原创性工作。揭示了包括流感病毒、冠状病毒等在内的重要囊膜病毒侵入、融合和释放机制，为新一代抗病毒药物开发提供潜在靶标；揭示了重要病原跨宿主传播与致病机制，尤其是H5N1和H7N9禽流感病毒突破种间屏障的生态学与分子机制；揭示了CD8等重要免疫分子受体与配体的互作机制以及流感等重要病原细胞免疫机制。曾获发展中国家科学院（TWAS）基础医学奖等奖项

生物通推荐原文摘要：

Ebola Viral Glycoprotein Bound to Its Endosomal Receptor Niemann-Pick C1

Filoviruses, including Ebola and Marburg, cause fatal hemorrhagic fever in humans and primates. Understanding how these viruses enter host cells could help to develop effective therapeutics. An endosomal protein, Niemann-Pick C1 (NPC1), has been identified as a necessary entry receptor for this process, and priming of the viral glycoprotein (GP) to a fusion-competent state is a prerequisite for NPC1 binding. Here, we have determined the crystal structure of the primed GP (GPcl) of Ebola virus bound to domain C of NPC1 (NPC1-C) at a resolution of 2.3 Å. NPC1-C utilizes two protruding loops to engage a hydrophobic cavity on head of GPcl. Upon enzymatic cleavage and NPC1-C binding, conformational change in the GPcl further affects the state of the internal fusion loop, triggering membrane fusion. Our data therefore provide structural insights into filovirus entry in the late endosome and the molecular basis for design of therapeutic inhibitors of viral entry.