揭示轮状病毒VP3通过劫持Prefoldin复合体抑制干扰素刺激基因表达的新机制

本研究针对轮状病毒(rotavirus, RV)如何逃逸宿主先天免疫的关键科学问题，通过蛋白质互作组学发现病毒蛋白VP3特异性结合宿主Prefoldin(PFDN)复合体。研究人员揭示了PFDN-UBA3-IRF9-ISG轴在抗病毒免疫中的新功能，证实VP3通过竞争性结合PFDN抑制干扰素刺激基因(ISG)表达，为广谱抗病毒药物开发提供了新靶点。该成果发表于《Nature Communications》，创新性解析了病毒免疫逃逸与宿主防御的分子博弈机制。

　　

轮状病毒是导致婴幼儿重症腹泻的主要病原体，每年造成超过21.5万儿童死亡。虽然已知其非结构蛋白NSP1能抑制干扰素(IFN)信号通路，但作为病毒mRNA加帽酶的VP3蛋白在免疫逃逸中的作用机制尚未阐明。宿主细胞通过快速诱导干扰素刺激基因(ISG)建立抗病毒防线，而病毒如何干扰这一过程正是当前病毒学研究的核心挑战之一。

为系统解析这一机制，Yinxing Zhu等研究者采用串联亲和纯化结合高分辨率质谱(TAP-MS)技术，首次发现VP3与宿主Prefoldin(PFDN)分子伴侣复合体存在强相互作用。通过CRISPR/Cas9构建PFDN3/PFDN4基因敲除细胞系，意外发现PFDN缺失会显著增强轮状病毒复制，这与已知PFDN促进其他病毒复制的报道相反。蛋白质组学(label-free quantification, LFQ)分析揭示，PFDN通过稳定泛素样修饰激活酶3(UBA3)正调控ISG表达，而VP3则通过其GTase/RTPase结构域(670-689aa)与PFDN竞争性结合，破坏PFDN-UBA3相互作用，导致IRF9（干扰素调节因子9）表达下降，最终抑制ISG转录。研究还利用AlphaFold-3预测结合界面，并通过点突变(D671A/Y677A)验证了VP3关键氨基酸在免疫抑制中的决定性作用。

关键技术方法包括：1) 建立可诱导表达GFP标记VP3的HEK293稳定细胞系进行TAP-MS互作组分析；2) 使用CRISPR/Cas9构建PFDN3/PFDN4单/双敲除细胞模型；3) 生物层干涉术(BLI)定量蛋白互作亲和力；4) 轮状病毒反向遗传学系统拯救突变病毒株；5) 人肠道类器官和乳鼠感染模型验证表型。

VP3与PFDN复合体的相互作用

免疫共沉淀和BLI实验证实VP3直接结合PFDN3/5亚基，晶体结构分析将互作区域精确定位至VP3的GTase/RTPase结构域。在感染过程中，VP3-PFDN结合会破坏PFDN与UBA3的正常互作，这一发现通过重组Flag-GTase病毒在感染条件下得到验证。

PFDN缺失增强病毒复制

与促进呼肠孤病毒复制的报道不同，PFDN3/PFDN4敲除使轮状病毒UK株的病毒RNA水平提升3-5倍，且在人源WI61株和猪源OSU株中同样观察到复制增强现象。值得注意的是，这种效应在感染后期(48-72 hpi)才显著显现，提示PFDN可能通过调控晚期免疫应答发挥作用。

PFDN-UBA3-IRF9轴调控机制

蛋白质组学发现UBA3在PFDN敲除细胞中表达量骤降，而使用UBA3抑制剂MLN4924可模拟PFDN缺失导致的ISG抑制表型。机制上，UBA3通过维持IRF9稳定性确保ISGF3复合体功能，VP3则通过破坏这一级联反应使ISG表达量降低60%-80%。在乳鼠模型中，VP3突变病毒(D671A/Y677A)的致病力显著减弱，证实该互作界面的生理学重要性。

这项研究首次揭示PFDN复合体在抗病毒天然免疫中的新角色，阐明了轮状病毒VP3通过"分子海绵"效应劫持宿主分子伴侣的免疫逃逸策略。从转化医学角度看，VP3的670-689aa肽段或D671/Y677位点可作为广谱抗病毒药物的设计靶点。该成果不仅为理解病毒与宿主的协同进化提供新视角，也为开发针对肠道病毒感染的新型干预策略奠定了理论基础。