基礎醫學(xué)研究所石磊團隊通過(guò)活細胞超分辨成像揭示黃病毒重塑宿主細胞內質(zhì)網(wǎng)的動(dòng)態(tài)機制
? ? ? ?2023年10月27日，中國醫學(xué)科學(xué)院基礎醫學(xué)研究所石磊團隊在A(yíng)dvanced
Science《先進(jìn)科學(xué)》期刊上在線(xiàn)發(fā)表了題為“Flavivirus
Concentrates Host ER in Main Replication Compartments to Facilitate Replication”（黃病毒將宿主細胞內質(zhì)網(wǎng)聚集于主要復制區室促進(jìn)病毒復制）的研究論文，利用活細胞超分辨熒光成像技術(shù)闡明了寨卡病毒重塑內質(zhì)網(wǎng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
? ? ? ?寨卡病毒屬于黃病毒（Flavivirus），黃病毒是一類(lèi)具有囊膜的單股正鏈RNA病毒，主要通過(guò)蟲(chóng)媒傳播，其家族成員包括寨卡病毒，登革病毒，黃熱病毒，西尼羅病毒，日本腦炎病毒等。黃病毒的復制發(fā)生在宿主細胞內質(zhì)網(wǎng)，黃病毒感染細胞后誘導內質(zhì)網(wǎng)重塑，產(chǎn)生膜包裹的病毒復制區室,其典型結構為卷曲膜和內陷小泡。黃病毒復制復合物在病毒復制區室內組裝并完成病毒復制。因此，黃病毒復制區室是病毒復制的結構基礎。盡管黃病毒復制區室的超微結構已經(jīng)通過(guò)透射電鏡得到解析，但黃病毒重塑宿主細胞內質(zhì)網(wǎng)并建立病毒復制區室的動(dòng)態(tài)過(guò)程仍不明確。
? ? ? ?本研究發(fā)現寨卡病毒感染宿主細胞后，內質(zhì)網(wǎng)結構出現了顯著(zhù)改變，原本連續而密集的內質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )變得稀疏，并且內質(zhì)網(wǎng)出現簇樣聚集（ER clusters），這些ER clusters較多富集在核周。這些ER簇樣結構即為寨卡病毒復制區室。隨著(zhù)病毒復制的進(jìn)行，核周會(huì )形成一個(gè)較大的ER聚集簇，本團隊將其命名為寨卡病毒主要復制區室（Main Replication
Compartments, MRCs）。通過(guò)超分辨活細胞成像發(fā)現這些ER clusters是高度動(dòng)態(tài)的，它們會(huì )隨時(shí)間不斷長(cháng)大并且會(huì )相互融合形成更大的ER clusters。隨著(zhù)時(shí)間推移，這些ER clusters向著(zhù)胞核運動(dòng)，最終匯聚到核周并融合形成病毒的MRCs。病毒的NS蛋白是驅動(dòng)ER形成clusters并向核周聚集融合的關(guān)鍵因子。并且ER clusters的運動(dòng)不依賴(lài)于微管和微絲。研究還發(fā)現硼替佐米以及脂肪酸合酶（FASN）抑制劑TVB-2640處理寨卡病毒感染細胞后，MRCs形成受到顯著(zhù)影響，導致病毒復制效率降低。
? ? ? ?綜上，本研究利用活細胞超分辨成像技術(shù)對黃病毒重塑宿主細胞內質(zhì)網(wǎng)建立核周MRCs的動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行了觀(guān)察，揭示了MRCs的形成機制，提出了黃病毒采用集中復制實(shí)現高效復制的模式，進(jìn)一步拓展和加深了對黃病毒在內質(zhì)網(wǎng)復制機制的認識。
? ? ? ?本研究工作得到中國醫學(xué)科學(xué)院醫學(xué)與健康科技創(chuàng )新工程（2022-I2M-1-011）、國家自然科學(xué)基金（82272328, 32200551）和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2020YFA0707602）的資助。基礎醫學(xué)研究所石磊課題組助理研究員慈雅麗博士、博士生韓凱為該論文的共同第一作者，慈雅麗博士和石磊教授為該論文共同通訊作者。該工作還得到軍事科學(xué)院軍事醫學(xué)研究院秦成峰研究員的大力幫助和支持。
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