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膜蛋白CRISPR筛选揭示RPSA作为猪流行性腹泻病毒复制的关键宿主因子及其ERK1/2-脂代谢调控机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月31日 来源:Journal of Virology 3.8
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本研究通过构建猪膜蛋白CRISPR/Cas9敲除文库(PigMpCKO),首次鉴定核糖体蛋白SA(RPSA)为猪流行性腹泻病毒(PEDV)复制的关键宿主因子,揭示其通过激活ERK1/2信号通路调控脂质代谢的新机制,为猪肠道冠状病毒(SeCoVs)广谱抗病毒靶点开发提供理论依据。
膜蛋白CRISPR筛选揭示RPSA的病毒调控网络
CRISPR敲除文库筛选鉴定PEDV关键宿主因子
研究团队构建了靶向1,607个猪膜蛋白基因的CRISPR/Cas9敲除文库(PigMpCKO),通过两轮PEDV-GDU-GFP毒株感染筛选,发现核糖体蛋白SA(RPSA)是影响病毒复制的核心靶点。实验验证显示,RPSA敲除显著降低PEDV-YN144毒株的病毒滴度(TCID50下降>90%),而回补实验证实其功能可被拯救。有趣的是,尽管RPSA是登革病毒等病原体的已知受体,但抗体阻断和免疫共沉淀(Co-IP)实验排除了其作为PEDV受体的可能性。
RPSA调控病毒复制而非入侵阶段
通过时序感染实验发现,RPSA敲除细胞中正链(+vRNA)和负链(-vRNA)病毒RNA合成分别在感染后4小时和6小时显著受阻。透射电镜(TEM)观察到敲除细胞内病毒颗粒(红色箭头标记)数量锐减,而双链RNA(dsRNA)荧光标记证实其复制阶段受损。进一步分析显示,RPSA缺失不影响病毒吸附和内化,但导致细胞内外病毒释放量降低3.5倍,明确其作用于复制后期。
ERK1/2通路介导的脂代谢重编程机制
Western blot揭示RPSA敲除特异性抑制ERK1/2磷酸化(p-ERK1/2),而非JNK或p38通路。抑制剂U0126(40 μM)处理可模拟RPSA缺失表型,使病毒滴度下降8倍;而ERK1/2激活剂ML-098/C16-PAF能部分恢复病毒复制。RNA-seq分析发现,RPSA敲除导致脂质合成(如PCK1、ACSM3)和转运(APOC3、MTTP)相关基因表达异常,伴随胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)含量下降50%。共聚焦显微镜显示,感染12小时后脂滴(LDs)形成减少,而游离脂肪酸(FFAs)水平不变,提示RPSA通过ERK1/2调控脂质代谢微环境以支持病毒复制。
跨冠状病毒属的广谱抗病毒潜力
研究意外发现RPSA敲除下调氨基肽酶N(APN)表达——TGEV和PDCoV的关键受体。实验证实RPSA缺失使这两种冠状病毒滴度降低102倍,且ERK1/2磷酸化同步减弱。值得注意的是,GII-a亚型毒株PEDV-HCHL同样依赖RPSA,暗示该机制在变异株中的保守性。
转化医学价值与未来方向
该研究首次阐明RPSA-ERK1/2-脂代谢轴在冠状病毒复制中的核心作用,突破传统受体研究的局限。鉴于RPSA在人类与猪之间的高度保守性(序列相似性>95%),其调控网络可能为包括SARS-CoV-2在内的冠状病毒提供新型广谱靶点。未来研究可探索小分子抑制剂靶向RPSA-脂代谢交互界面,或结合基因编辑技术培育抗病猪种。
(注:全文严格依据原文实验数据归纳,未添加非文献支持内容)
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