COG6作为甲型流感病毒关键宿主因子的双重作用机制:受体调控与蛋白稳态维持

【字体: 时间:2025年09月07日 来源:Microbiology Spectrum 3.8

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  【编辑推荐】本研究通过全基因组CRISPR/Cas9筛选发现高尔基体复合物亚基COG6是甲型流感病毒(IAV)感染的关键宿主因子,揭示其通过双重机制促进病毒复制:调控细胞表面唾液酸受体表达维持病毒附着,并通过抑制溶酶体降解途径稳定病毒蛋白(如PB2/PB1/PA/NP)。该研究首次阐明COG复合体通过蛋白稳态(proteostasis)机制调控病毒致病性,为开发靶向宿主-病毒互作的新型抗流感策略提供理论依据。

  

【宿主因子筛选与验证】

通过全基因组CRISPR/Cas9敲除筛选系统,研究团队在A549细胞中鉴定出高尔基体保守寡聚复合体亚基6(COG6)是甲型流感病毒PR8(H1N1)感染的关键宿主因子。筛选流程包含三轮高MOI(5)的病毒加压选择,测序分析显示COG6 sgRNA显著富集。构建的COG6敲除细胞系在A549和H1299细胞中均表现出对PR8和H3N2毒株的显著抗性,病毒NP蛋白表达降低60%,病毒滴度下降0.5-1个对数级。值得注意的是,这种抑制作用具有病毒特异性,对寨卡病毒(ZIKV)和水泡性口炎病毒(VSV-GFP)无影响。

【受体调控机制】

COG6作为COG复合体的核心组分,其缺失导致细胞表面α2,3-连接唾液酸(MAL lectin检测)表达显著降低,而α2,6-连接唾液酸(SNA lectin检测)不受影响。病毒附着实验显示,COG6敲除细胞的PR8病毒RNA结合量减少70%,免疫荧光证实病毒颗粒内化受阻。这解释了COG6通过维持高尔基体依赖性糖基化修饰,确保病毒受体正确呈递的分子机制。

【蛋白稳态调控】

意外发现COG6缺失导致IAV聚合酶活性显著降低。深入分析揭示所有病毒RNP组分(PB2/PB1/PA/NP)在COG6敲除细胞中均发生降解,而ZIKV NS1和SARS-CoV-2刺突蛋白RBD表达不受影响。溶酶体抑制剂巴弗洛霉素A1(BafA1)和氯喹(CQ)可完全逆转这种降解效应,而蛋白酶体抑制剂MG132无效。激光共聚焦显示COG6敲除细胞中溶酶体标志物LAMP1阳性囊泡数量增加2.3倍,表明其通过维持高尔基体-溶酶体稳态平衡保护病毒蛋白。

【COG复合体协同作用】

扩展研究发现COG复合体所有亚基(COG1-8)敲除均能抑制IAV感染,其中COG1/2/4/5/7/8敲除同样降低α2,3-唾液酸表达,而COG3特异性影响PA蛋白稳定性。免疫共沉淀证实COG6与NP存在RNA非依赖性相互作用,但与其他病毒蛋白无直接结合,提示其保护作用主要通过间接调控溶酶体活性实现。

【治疗意义】

该研究首次揭示COG复合体通过双重时空机制调控IAV感染:早期通过高尔基体糖基化功能促进病毒附着,后期通过抑制溶酶体过度活化维持病毒蛋白稳定性。这种细胞器界面(Golgi-lysosome axis)的调控机制为开发广谱抗流感药物提供了新靶点,特别是针对易产生耐药性的病毒株。研究还发现IAV感染本身会激活溶酶体活性,而COG6缺失会放大这种效应,提示溶酶体调节剂可能成为潜在治疗策略。

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