揭秘 ZFP36L2：对抗黄病毒感染的关键 “卫士” 与独特抗病毒机制

为明确 ZFP36L2 在宿主抵御黄病毒感染中的作用及机制，研究人员开展相关研究。结果发现 ZFP36L2 通过 XRN1 介导的 RNA 降解途径抑制黄病毒复制。该研究为理解 ZFP36L 家族抗病毒机制提供新视角，值得科研读者一读。

　　

在神秘的细胞世界里，病毒与细胞的对抗无时无刻不在上演。细胞为了抵御病毒入侵，进化出了一套又一套的防御机制，其中细胞 RNA 降解机制在抗病毒防御中起着至关重要的作用。像干扰素（IFN）诱导的 2′,5′- 寡腺苷酸合成酶（OAS）和它下游的效应物核糖核酸酶 L（RNase L）组成的系统，还有锌指抗病毒蛋白（ZAP，即锌指 CCCH 型抗病毒 1 蛋白 ZC3HAV1），它们都是细胞防御病毒的 “得力干将”。ZAP 能直接结合病毒 RNA，再召集细胞 mRNA 降解机器来降解病毒 RNA 转录本。

锌指蛋白 36 样（ZFP36L）家族也是细胞防御大军中的一员，这个家族包括 ZFP36L1 和 ZFP36L2，它们属于 CCCH 型 RNA 结合蛋白。之前有研究发现，ZFP36L1 能通过 5′ - 3′ XRN1 和 3′ - 5′ RNA 外切体降解途径来对抗黄病毒感染。但 ZFP36L2 在宿主抵御黄病毒感染过程中扮演着怎样的角色，它的抗病毒机制又是什么，这些问题一直困扰着科学家们。

为了揭开这些谜团，研究人员在不懈努力。[第一作者单位] 的研究人员在《Journal of Biomedical Science》期刊上发表了题为 “Zinc finger protein 36 - like 2 inhibits flavivirus infection through XRN1 - mediated RNA decay pathway” 的论文。他们发现，ZFP36L2 就像细胞里的 “抗病毒卫士”，能通过 XRN1 介导的 RNA 降解途径，在病毒复制复合物（RCs）中结合并降解黄病毒的 RNA，从而抑制黄病毒的复制。这一发现，让我们对 ZFP36L 家族的抗病毒机制有了更深入的了解，为未来对抗黄病毒感染提供了新的思路和方向。

研究人员在探索过程中，用到了几个关键的技术方法。他们利用慢病毒载体技术，构建了过表达或敲低 ZFP36L2 的细胞系；采用噬斑实验来测定病毒滴度；运用免疫荧光和实时定量聚合酶链反应（PCR）来检测病毒 RNA 水平；通过体外转录带有荧光素酶报告基因的 RNA 转录本，评估黄病毒 RNA 的稳定性；还使用 RNA 免疫沉淀实验检测蛋白与 RNA 的结合能力，借助共聚焦显微镜分析蛋白的共定位情况 。

下面我们来看看研究人员通过这些技术方法得到了哪些有趣的结果。

1. 过表达的 ZFP36L1 和 ZFP36L2 抑制 JEV 和 DENV 感染：研究人员给 A549 细胞 “注射” 慢病毒载体，让它们分别过表达 HA 标记的 ZFP36L1、ZFP36L2，或者作为对照的增强型绿色荧光蛋白（EGFP）。然后，让这些细胞感染日本脑炎病毒（JEV）和登革热病毒（DENV）。结果发现，和对照组相比，过表达 ZFP36L1 和 ZFP36L2 的细胞里，病毒 NS3 蛋白的水平下降了，而且通过噬斑实验检测发现，感染性病毒粒子的产生也明显减少了。在其他相关的人类细胞系，比如人神经母细胞瘤 SK - N - SH 细胞（针对 JEV）和人脐静脉内皮细胞（HUVECs，针对 DENV）中，也观察到了 ZFP36L2 的这种抗病毒效果。这就说明，ZFP36L1 和 ZFP36L2 就像两把 “抗病毒利剑”，能有效抑制 JEV 和 DENV 的感染。
2. 敲低内源性 ZFP36L2 增强 JEV 和 DENV 复制：研究人员又做了相反的实验，他们敲低 A549 细胞里的 ZFP36L2。结果发现，和对照组相比，JEV 和 DENV 在这些细胞里的复制能力增强了。而且，在 JEV 和 DENV 感染细胞的过程中，内源性 ZFP36L2 的水平在感染后期会明显上升。这就好像 ZFP36L2 是细胞里的 “刹车”，能抑制病毒的复制，当 “刹车” 被松开（ZFP36L2 被敲低），病毒就开始疯狂复制了。
3. ZFP36L2 通过破坏病毒 RNA 稳定性限制 JEV 复制：研究人员继续深入研究，他们以 JEV 为模型，观察过表达 ZFP36L1、ZFP36L2 和 EGFP 的细胞中病毒 RNA 的水平。免疫荧光实验（IFA）和实时定量 PCR 结果都显示，过表达 ZFP36L1 和 ZFP36L2 的细胞中，JEV RNA 水平明显降低。研究人员还构建了可诱导表达 HA 标记的 ZFP36L1 和 ZFP36L2 的 HEK T - REx - 293 细胞系，将体外转录的带有海肾荧光素酶报告基因的 JEV 复制子 RNA 转染到这些细胞中。结果发现，ZFP36L1 和 ZFP36L2 的过表达会影响复制子 RNA 水平和荧光素酶报告基因的表达。这表明，ZFP36L2 和 ZFP36L1 一样，能让黄病毒 RNA 变得不稳定，从而干扰病毒的复制。
4. ZFP36L2 的锌指基序对其病毒 RNA 结合活性和抗病毒作用至关重要：ZFP36L2 有两个 CCCH 型锌指基序，这两个基序被认为和 RNA 结合能力有关。研究人员构建了一个锌指突变体（C174R/C212R），结果发现，这个突变体和野生型 ZFP36L2 相比，失去了病毒 RNA 结合能力。用共聚焦显微镜观察发现，野生型 ZFP36L2 能和病毒 RNA 在细胞质的核周区域共定位，而突变体却不行。而且，通过蛋白质免疫印迹实验和噬斑实验发现，突变体对 JEV 和 DENV 的抗病毒活性也消失了。这就说明，ZFP36L2 的锌指基序就像它的 “抓手”，没有了这个 “抓手”，它就抓不住病毒 RNA，也就无法发挥抗病毒作用了。
5. ZFP36L1 和 ZFP36L2 在黄病毒感染过程中存在不同的抗病毒途径：ZFP36L 家族的蛋白会和细胞 RNA 降解机制的一些成分相互作用，比如 5′ - 3′核酸外切酶 XRN1 和 3′ - 5′ RNA 外切体复合物。之前研究发现，ZFP36L1 的抗病毒活性是通过这两条途径实现的。那么 ZFP36L2 呢？研究人员通过慢病毒转导，敲低过表达 ZFP36L1、ZFP36L2 和 EGFP 细胞中的 XRN1 和 3′ - 5′外切体成分（EXOSC5），然后检测这些细胞的抗病毒能力。结果发现，ZFP36L1 的抗病毒作用依赖于 5′ - 3′ XRN1 和 3′ - 5′ RNA 外切体这两条途径，而 ZFP36L2 则只依赖 5′ - 3′ XRN1 介导的 RNA 降解途径。这表明，虽然 ZFP36L1 和 ZFP36L2 都是抗病毒的 “卫士”，但它们在对抗黄病毒时走的是不同的 “路线”。
6. ZFP36L2 定位到加工小体（PBs）并非其抗病毒活性所必需：ZFP36L 家族的 TTP 和 ZFP36L1 蛋白会定位到应激颗粒（SGs）和加工小体（PBs）中。研究人员发现，ZFP36L2 也和 PBs 的标记蛋白 Dcp1a 以及 SGs 的标记蛋白 G3BP1 存在共定位现象，这说明 ZFP36L2 和 PBs、SGs 都有关系。但是，ZFP36L2 在病毒感染细胞中的抗病毒作用和它定位到 PBs 之间有没有关系呢？研究人员利用慢病毒敲低真核翻译起始因子 4E - 转运蛋白（eIF4E - T），破坏 PBs 的形成。结果发现，虽然 PBs 的形成受到了影响，但 ZFP36L2 的抗病毒活性并没有改变。这就说明，ZFP36L2 的抗病毒活性并不依赖于它定位到 PBs。
7. ZFP36L2、XRN1、病毒 RNA 和病毒 NS3 在 ER 区域的亚细胞共定位产生抗病毒作用：黄病毒会在源自内质网（ER）网络的病毒诱导的细胞内膜结构上进行复制，这些结构被称为复制复合物（RCs）。研究人员想知道 ZFP36L2 在 RCs 位置的抗病毒效果。他们让 A549 细胞感染高滴度的 JEV，然后转染 mCherry 或 mCherry 融合的 ZFP36L2（mCherry - ZFP36L2）以及 EGFP 融合的 XRN1（EGFP - XRN1）。通过共聚焦显微镜观察发现，mCherry - ZFP36L2、EGFP - XRN1 和病毒双链 RNA（dsRNA）在 JEV 感染的细胞中共定位，而且 mCherry - ZFP36L2、EGFP - XRN1 和病毒 NS3 蛋白也共定位，它们都在 ER 区域。这表明，ZFP36L2 的抗病毒活性是在 RCs 中由 XRN1 介导的。

综合研究结果和讨论部分，我们可以看到，这项研究意义非凡。它首次揭示了 ZFP36L2 在宿主抵御黄病毒感染中的重要作用和独特的抗病毒机制。ZFP36L2 通过 5′ - 3′ XRN1 介导的 RNA 降解途径，在 RCs 中结合并降解黄病毒 RNA，从而抑制病毒复制。而且，它的抗病毒活性不依赖于定位到 PBs 和 SGs。这不仅让我们对 ZFP36L 家族的抗病毒机制有了更全面的认识，也为开发新的抗病毒策略提供了理论依据。未来，或许可以根据 ZFP36L2 的这些特性，研发出更有效的抗病毒药物，帮助我们更好地对抗黄病毒感染，守护人类健康。