CD81作为马动脉炎病毒(EAV)新型受体的发现及其在病毒跨物种传播中的分子屏障作用

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:mBio 5.1

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  这篇研究通过全基因组CRISPR筛选首次鉴定出四跨膜蛋白CD81是马动脉炎病毒(EAV)的特异性进入受体,揭示了动脉病毒科(Arteriviridae)中首例受体转换现象。研究发现EAV利用CD81而非巨噬细胞标志物CD163进入宿主细胞,其大胞外环(LEL)的D螺旋结构是关键作用域。通过构建马/帚尾袋鼠CD81嵌合体,证实该受体差异构成跨物种传播屏障。该发现不仅阐明了EAV广谱细胞嗜性的分子基础,更为理解动脉病毒的进化轨迹和传播限制提供了新视角。

  

基因组CRISPR筛选揭示CD81是EAV特异性受体
研究团队通过全基因组CRISPR敲除筛选,在非洲绿猴肾细胞(MA-104)中鉴定出CD81是马动脉炎病毒(EAV)感染的关键宿主因子。与依赖巨噬细胞特异性受体CD163的其他动脉病毒(如PRRSV、SHFV)不同,EAV在CD81敲除细胞中完全丧失感染能力,而冠状病毒SARS-CoV-2等病毒则不受影响。通过转染EAV基因组绕过进入步骤的实验证实,CD81特异性参与病毒进入阶段。

CD81与FcRn在EAV进入中的非冗余作用
深入机制研究发现,CD81与新生儿Fc受体(FcRn)在EAV进入过程中发挥协同但不可替代的功能。在CD81缺陷的293T细胞中过表达马FcRn不能恢复病毒易感性,而人肝癌细胞系HepG2在引入马CD81后获得EAV感染能力。值得注意的是,原代马真皮成纤维细胞(NBL-6)在EAV感染压力下选择出CD81低表达的存活群体,再次感染实验显示这些细胞对EAV产生抗性,证实CD81是自然感染中的关键决定因子。

跨物种CD81兼容性决定传播屏障
研究者系统评估了不同动物CD81直系同源物的功能差异:人类、猪、小鼠等CD81均支持EAV感染,而帚尾袋鼠CD81则表现出完全抵抗性。通过AlphaFold2预测的蛋白结构显示,帚尾袋鼠CD81的大胞外环(LEL)存在20个特异性突变。后续构建的马/帚尾袋鼠嵌合体实验锁定LEL的D螺旋(残基165-180)是EAV结合的关键区域——携带帚尾袋鼠D螺旋的马CD81完全丧失支持感染的能力,而单独替换C螺旋则无影响。这一发现解释了近缘动脉病毒(如帚尾袋鼠 wobbly possum disease virus)的宿主范围限制。

受体转换拓展病毒细胞嗜性
与巨噬细胞限制性的动脉病毒不同,EAV可感染内皮细胞、淋巴细胞等多种细胞类型。研究指出CD81的广泛组织分布(相较于CD163的巨噬细胞特异性)可能解释EAV的广泛嗜性,包括导致妊娠母马流产的生殖道感染。该发现为理解动脉病毒科内首例受体转换事件的进化意义提供了分子基础:CD81的采用使EAV突破巨噬细胞限制,获得更广泛的细胞和组

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