靶向USP22通过K63泛素化促进SARS-CoV-2核衣壳蛋白降解的机制研究

本研究揭示了宿主去泛素化酶USP22通过调控SARS-CoV-2核衣壳蛋白（NP）的K63-linked泛素化修饰，抑制其降解并促进病毒复制的分子机制。研究发现抗生素舒巴坦（sulbactam）可下调USP22表达，加速NP降解，为抗COVID-19治疗提供了新靶点（USP22）和潜在老药新用策略（β-lactamase抑制剂）。

　　

研究背景
SARS-CoV-2核衣壳蛋白（NP）是病毒复制关键组分，通过结合病毒RNA、调控宿主免疫逃逸（如抑制I型干扰素）促进感染。宿主泛素-蛋白酶体系统（UPS）通过泛素化修饰调控病毒蛋白稳定性，但NP如何利用宿主去泛素化酶（DUBs）维持自身稳定的机制尚不明确。

USP22与NP的互作机制
通过环己酰亚胺（CHX）追踪实验发现NP通过泛素-蛋白酶体途径降解。非选择性DUB抑制剂PR-619处理加速NP降解，而蛋白酶体抑制剂MG132可逆转此效应。利用DUB表达文库筛选发现USP22、USP49和USP50显著上调NP水平，但仅USP22与NP存在直接互作（免疫共沉淀验证）。基因敲除（CRISPR-Cas9）USP22导致NP降解加速，而过表达野生型USP22（USP22-WT）可剂量依赖性稳定NP，其催化突变体（USP22-C185S）则失效，证实USP22依赖其去泛素化酶活性调控NP。

K63泛素化修饰的关键作用
USP22特异性去除NP的K63-linked多聚泛素链（而非K48-linked），抑制NP通过蛋白酶体降解。在USP22敲除细胞中，NP的K63泛素化水平显著升高，伴随蛋白半衰期缩短；而USP22过表达则延长NP半衰期。这一发现首次揭示K63泛素化在冠状病毒蛋白降解中的调控作用。

舒巴坦的抗病毒潜力
抗生素筛选实验意外发现β-内酰胺酶抑制剂舒巴坦（sulbactam）可剂量和时间依赖性下调USP22表达，进而促进NP降解（HEK293T和A549细胞验证）。动物实验中，腹腔注射舒巴坦（100 mg/kg）显著降低肺组织USP22和腺病毒表达的NP水平。值得注意的是，舒巴坦在临床相关浓度（<8 mg/mL）下无细胞毒性。

研究意义与展望
该研究阐明了SARS-CoV-2劫持宿主USP22通过K63去泛素化维持NP稳定的新机制，提出靶向宿主DUBs的抗病毒策略。舒巴坦的“老药新用”为COVID-19治疗提供潜在方案，但需进一步解析其下调USP22的分子通路。局限性包括未使用活病毒实验，且USP22在免疫调控中的双重角色（如促进IRF3核转位）可能影响治疗特异性。