YIPF5作为猪流行性腹泻病毒双膜囊泡形成的关键宿主因子:揭示冠状病毒复制新机制

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Journal of Virology 4.0

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  本研究通过全基因组CRISPR/Cas9筛选技术,在猪源细胞系(IPEC-J2和IPI-2I)中发现YIPF5是猪流行性腹泻病毒(PEDV)复制必需宿主因子。实验证实YIPF5通过与病毒非结构蛋白(nsp3/4/6)互作,调控双膜囊泡(DMVs)形成,为冠状病毒治疗靶点开发提供新思路。

  

基因组尺度CRISPR/Cas9筛选揭示PEDV感染关键宿主因子
研究团队通过全基因组CRISPR/Cas9敲除文库筛选,在猪肠道上皮细胞系IPEC-J2和IPI-2I中鉴定出Yip家族成员YIPF5是PEDV感染的关键宿主因子。敲除YIPF5显著抑制PEDV G1型(CV777)和G2型(LJX)毒株的复制,病毒滴度下降超90%,且对猪δ冠状病毒(PDCoV)和人冠状病毒OC43(HCoV-OC43)同样具有抑制作用。

YIPF5特异性调控病毒复制阶段
精细实验表明,YIPF5缺失不影响病毒吸附和内化过程——4°C吸附实验显示WT与敲除细胞的病毒基因组RNA(gRNA)捕获量无差异,37°C内化1小时后免疫荧光检测N蛋白信号强度相当。但感染6小时后,敲除细胞的病毒gRNA积累量骤减85%,双链RNA(dsRNA)标志物信号强度仅为对照的15%,证实YIPF5特异性作用于复制阶段。

YIPF5驱动双膜囊泡形成的分子机制
透射电镜(TEM)显示:野生型细胞感染48小时后可见典型DMVs(直径100-400 nm),而YIPF5敲除细胞中DMVs几乎消失,内质网(ER)出现异常堆叠结构。免疫电镜捕捉到YIPF5信号分布于DMVs形成的早、中、晚期,尤其在成簇DMVs连接处富集。共聚焦显微镜观察到YIPF5与dsRNA共定位,暗示其直接参与复制细胞器构建。

病毒非结构蛋白与宿主因子的精密协作
免疫共沉淀(Co-IP)证实YIPF5与PEDV跨膜蛋白nsp3、nsp4、nsp6均存在物理相互作用。三重转染实验显示,YIPF5与nsp3/nsp4共表达时会形成特征性 puncta 结构。机制上,YIPF5缺失导致nsp3-nsp4互作减弱60%,致使DMVs生成受阻;回补实验则使DMVs数量恢复至野生型水平。值得注意的是,nsp3/nsp4单独表达时可诱导小型DMVs(100-200 nm),但YIPF5敲除细胞中仅见ER膜"拉链样"异常折叠。

治疗靶点的转化价值
该研究首次在猪源细胞模型中系统解析了YIPF5通过调控DMVs形成促进冠状病毒复制的分子通路。相较于既往非自然宿主(如Vero E6)的筛选结果,本研究发现的TMEM41B、YIPF5等宿主因子更具病理相关性。YIPF5作为五跨膜蛋白,其结构域可作为小分子抑制剂设计的靶标,为开发广谱抗冠状病毒药物提供新方向。

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