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《Cell》深度解析尼帕病毒受体结合蛋白:解锁功能与抗原性奥秘,助力抗疫新突破
《Cell》:Functional and antigenic landscape of the Nipah virus receptor-binding protein
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年03月25日 来源:Cell 45.5
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为探究尼帕病毒受体结合蛋白(RBP)功能及抗体逃逸机制,研究人员开展深度突变扫描,揭示其突变影响,揭开尼帕病毒 RBP 的神秘面纱。他们的研究成果发表在《Cell》杂志上,为我们抗击尼帕病毒带来了新的希望。
尼帕病毒,这个隐匿在自然界角落的 “杀手”,自 1998 年在马来西亚首次现身,就给人类带来了沉重的灾难。它是一种人畜共患病的负链 RNA 病毒,在东南亚的果蝠群体中悄然传播,时不时 “跨界” 感染人类和牲畜,致死率高达 70% 左右。而且,它还具备人传人的能力,这就像一颗随时可能引爆的 “炸弹”,让人们时刻处于恐惧之中。更糟糕的是,目前还没有被批准用于人体的疫苗或特效治疗药物。
在尼帕病毒感染细胞的过程中,受体结合蛋白(RBP,又称 G 蛋白)起着关键作用。它能与宿主细胞表面的 Ephrin-B2 或 -B3(EFNB2/3)蛋白结合,这是病毒入侵细胞的 “第一步”。同时,RBP 也是中和抗体的主要目标,因此深入了解它的功能和特性,对于开发有效的防治手段至关重要。
来自美国弗雷德?哈钦森癌症中心(Fred Hutchinson Cancer Center)、华盛顿大学等机构的研究人员,决心揭开尼帕病毒 RBP 的神秘面纱。他们的研究成果发表在《Cell》杂志上,为我们抗击尼帕病毒带来了新的希望。
研究人员采用了一种创新的技术方法 —— 深度突变扫描(deep mutational scanning,DMS)。他们利用基于慢病毒的假病毒平台,在生物安全二级(BSL - 2)实验室环境下,对尼帕病毒 RBP 的所有氨基酸突变进行了研究。通过将实验筛选与深度测序相结合,他们精确地量化了这些突变对 RBP 的三种关键表型的影响:细胞进入、受体结合和抗体逃逸。
研究结果令人瞩目:
构建假病毒 DMS 文库:研究人员构建了包含尼帕病毒 RBP 突变体的假病毒文库,对马来西亚株 RBP 进行诱变,去除其细胞质尾部分氨基酸,提高了假病毒滴度且不影响抗原性。文库覆盖了 RBP 胞外域几乎所有可能的突变,为后续研究奠定了坚实基础。
RBP 突变对细胞进入的影响:通过量化携带不同 RBP 突变的假病毒进入细胞的能力,研究发现 RBP 不同区域的突变对细胞进入的影响差异巨大。颈部区域由于在四聚体形成、稳定性和触发 F 蛋白方面的关键作用,是功能限制最高的区域。许多直接与受体接触的位点突变会严重损害细胞进入,而一些位点的突变在进入表达 EFNB2 的细胞时耐受性更高,这与 RBP 对 EFNB2 的高结合亲和力有关。此外,研究还验证了 DMS 测量结果与单突变假病毒实验结果高度相关。
RBP 突变对受体结合的影响:为了解突变对受体结合的影响,研究人员用不同浓度的可溶性 bEFNB2 或 bEFNB3 与假病毒文库孵育。结果表明,大多数受体接触位点的突变会大幅降低与 bEFNB2 和 bEFNB3 的结合,而其他区域的突变对结合影响较小。一些突变对两种受体的结合影响相反,且发现了一些能显著增加受体结合的突变。通过生物层干涉术(BLI)验证,DMS 测量结果能准确反映 RBP 与受体的结合强度。
RBP 突变对抗体逃逸的影响:研究人员测试了六种靶向 RBP 的抗体对假病毒的中和作用,发现不同抗体的逃逸突变情况差异很大。一些抗体的逃逸突变会严重损害 RBP 介导的细胞进入,而另一些抗体则能被许多对细胞进入影响较小的突变逃逸。逃逸突变主要集中在 RBP 表面靠近抗体结合位点的区域,且在自然尼帕病毒序列中很少见。通过传统假病毒中和试验验证,DMS 抗体逃逸图谱准确可靠。
在讨论部分,研究人员指出,他们的研究全面揭示了尼帕病毒 RBP 的功能和抗原性景观。虽然在研究过程中存在一些局限性,如实验基于细胞系假病毒感染,可能与真实病毒感染原代细胞存在差异;使用蝙蝠 EFNB2/3 进行测量,可能无法完全反映在人类受体中的情况;以及未充分考虑上位性对 RBP 功能的影响等。但这些结果仍为理解尼帕病毒的细胞进入机制、评估抗体疗法的潜在抗性以及设计更有效的治疗策略和疫苗提供了重要依据。
总的来说,这项研究就像一把钥匙,为我们打开了深入了解尼帕病毒 RBP 的大门,让我们在抗击尼帕病毒的道路上迈出了坚实的一步,为未来的研究和防治工作指明了方向,具有极其重要的科学意义和临床价值。
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