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武漢病毒所/病毒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周溪團(tuán)隊(duì)揭示靶向病毒RNAi抑制子的抗病毒藥物研發(fā)新策略

發(fā)表日期:2021-09-27來源:武漢病毒研究所放大 縮小

      RNAi是一種在真核生物中高度保守的轉(zhuǎn)錄后基因沉默機(jī)制,同時(shí)也是一種高效的抗病毒天然免疫機(jī)制。當(dāng)病毒感染宿主細(xì)胞后,病毒RNA復(fù)制所產(chǎn)生的dsRNA被RNAi通路關(guān)鍵蛋白Dicer識(shí)別,并切割成病毒來源的小干擾RNA(vsiRNA),這些vsiRNA進(jìn)一步組裝入RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物RISC,介導(dǎo)被感染細(xì)胞內(nèi)病毒RNA的降解。同時(shí),許多病毒通過編碼病毒RNAi抑制子(Viral Suppressor of RNAi, VSR)來拮抗RNAi抗病毒免疫。2017年,中國科學(xué)院武漢病毒研究所/病毒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周溪團(tuán)隊(duì)的合作研究發(fā)現(xiàn):腸道病毒EV71的非結(jié)構(gòu)蛋白3A具有RNAi抑制(VSR)活性,能阻止Dicer對病毒dsRNA切割及vsiRNA產(chǎn)生;而缺失了3A-VSR活性的EV71突變病毒能在被感染的哺乳動(dòng)物細(xì)胞與體內(nèi)產(chǎn)生大量vsiRNA,激發(fā)RNAi抗病毒反應(yīng),從而證明RNAi作為一種抗病毒免疫在哺乳動(dòng)物中依然存在,并揭示了一種人類病毒逃逸RNAi免疫的機(jī)制(Immunity 2017)。此外,該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了黃病毒(登革病毒、乙腦病毒、寨卡病毒等)、SARS-CoV-2、甲病毒、風(fēng)疹病毒、丙肝病毒等多種重要人類病毒編碼的VSR蛋白,并揭示其與宿主RNAi抗病毒通路相互作用的分子機(jī)制(Cell Res. 2019、Sci Adv. 2020、J Virol. 2020、Sci China-Life Sci. 2020、Virol Sin. 2020、Viruses 2021)。

       在本研究中,該研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性的提出了靶向VSR,從而釋放RNAi抗病毒潛能的藥物研發(fā)概念。他們以腸道病毒EV71為對象,針對其3A蛋白的VSR關(guān)鍵功能區(qū)域設(shè)計(jì)了數(shù)種VSR靶向多肽(VSR-targeting peptide,VTP)。這些VTP能與3A蛋白直接結(jié)合,通過競爭作用,在EV71感染的細(xì)胞中解除3A對RNAi的抑制,誘導(dǎo)大量病毒vsiRNA的產(chǎn)生;這些vsiRNA進(jìn)而被組裝入RISC,介導(dǎo)被感染細(xì)胞內(nèi)EV71 RNA的降解,高效抑制EV71復(fù)制。更重要的是,VTP在小鼠體內(nèi)也能釋放RNAi抗病毒反應(yīng),產(chǎn)生大量vsiRNA,抑制EV71在小鼠全身各器官的復(fù)制,拯救病毒感染導(dǎo)致的小鼠死亡與臨床癥狀。同時(shí),VTP所針對的3A蛋白上的靶點(diǎn)區(qū)域在多種腸道病毒的3A蛋白中高度保守,研究團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)VTP能抑制多種腸道病毒的復(fù)制,具有廣譜抗腸道病毒活性。

      該研究首次證實(shí)了通過VTP特異性靶向VSR,可以在病毒感染的細(xì)胞與體內(nèi)有效釋放RNAi抗病毒免疫,充分證明了RNAi作為哺乳動(dòng)物抗病毒免疫在生理和功能上的重要性。更重要的是,從抗病毒藥物研發(fā)上來說,該研究基于新的抗病毒機(jī)制,發(fā)現(xiàn)VSR是一類全新的藥物靶標(biāo),并針對腸道病毒的VSR研發(fā)出機(jī)制上first-in-class的候選抗病毒藥物,為其它重要病毒的抗病毒藥物研發(fā)提供了新的思路與策略。此外,針對腸道病毒的VTP具有很低的動(dòng)物體內(nèi)毒性與抗原性,較高的熱穩(wěn)定性與蛋白酶穩(wěn)定性,有望進(jìn)一步開發(fā)為治療手足口等腸道病毒感染疾病的新型藥物。

     相關(guān)論文于2021年9月22日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Immunity(《免疫》),論文題為“Inhibition of viral suppressor of RNAi proteins by designer peptides protects from enteroviral infection in vivo”(https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(21)00361-7)。武漢病毒所/病毒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周溪研究員與復(fù)旦大學(xué)醫(yī)學(xué)分子病毒學(xué)教育部/衛(wèi)健委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陸路研究員為該論文的共同通訊作者,武漢病毒所博士后方媛、青年研究員邱洋,復(fù)旦大學(xué)劉澤眾博士為該論文的共同第一作者。同時(shí),該項(xiàng)研究已申請PCT,以及中國、美國、日本和澳大利亞等國的發(fā)明專利。

 

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