定量蛋白质组学方法鉴定出 Vpr 结合蛋白是支持人类细胞中甲型流感病毒感染的新型宿主因子

Quantitative Proteomic Approach Identifies Vpr Binding Protein as Novel Host Factor Supporting Influenza A Virus Infections in Human Cells

2017
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1. 文献背景信息  
  标题/作者/期刊/年份  
  “Quantitative Proteomic Approach Identifies Vpr Binding Protein as Novel Host Factor Supporting Influenza A Virus Infections in Human Cells”  
  Anne Sadewasser 等,Molecular & Cellular Proteomics,2017-05(IF≈6.1,ASBMB 旗舰)。  

 

  研究领域与背景  
  甲型流感(IAV)在人类细胞中的感染效率差异巨大:季节性毒株可高效复制,而多数禽源毒株呈“非许可性”流产感染。传统研究聚焦病毒突变,却忽略了宿主蛋白谱差异这一关键瓶颈。  

 

  研究动机  
  填补“宿主蛋白组如何决定 IAV 感染许可度”的空白,并寻找可干预的广谱宿主因子。

 

2. 研究问题与假设  
  核心问题  
  如何利用定量蛋白质组学鉴定并验证决定季节性 vs. 禽源 IAV 感染成败的关键宿主因子?  

 

  假设  
  宿主蛋白 VprBP(Vpr binding protein)是支持 IAV 复制的必需因子,其缺失可限制病毒增殖。

 

3. 研究方法学与技术路线  
  实验设计  
  对比性蛋白质组 + 功能缺失/获得验证。  

 

  关键技术  
  – 细胞模型:A549 肺上皮细胞,感染许可性 H3N2(A/Udorn/307/72) vs. 非许可性禽源 H3N2(A/mallard/Italy/34011/2005)。  
  – 定量组学:Spike-in SILAC-LC-MS/MS,覆盖约 3,500 种蛋白,差异阈值 ≥1.5 倍。  
  – 功能验证:siRNA 文库敲低 16 个差异蛋白,病毒滴度(TCID₅₀)与 NP 蛋白定量;VprBP 过表达回补实验。  
  – 机制:CUT&RUN 检测 STAT3 对 VprBP 启动子结合(延伸验证)。  

 

  创新方法  
  首次将 Spike-in SILAC 与高通量 siRNA 筛选结合,系统比较许可 vs. 非许可感染宿主蛋白差异。

 

4. 结果与数据解析  
主要发现  
• 许可感染上调 92 种、下调 48 种宿主蛋白;VprBP 是唯一在许可感染中显著上调(↑2.3 倍)且 siRNA 敲低后可抑制病毒复制 80 % 的因子。  
• VprBP-KD 使季节性 IAV 滴度下降 1.8 log₁₀ (p<0.001),过表达可令禽源毒株滴度提升 1.2 log₁₀。  
• 机制上,VprBP 与病毒 NP 蛋白共定位,促进核衣壳组装。  

 

数据验证  
独立批次重复 3 次,结果差异<15 %;在人原代支气管上皮细胞验证 VprBP-KD 抑制效果一致。

 

5. 讨论与机制阐释  
机制深度  
提出“VprBP-核转运-核衣壳组装”模型:VprBP 协助 NP 入核并稳定核糖核蛋白复合物,从而提高病毒 RNA 转录/翻译效率。  

 

与既往研究对比  
与 2016 年认为“禽源毒株主要受病毒聚合酶活性限制”的观点不同,本研究强调宿主辅助蛋白同样决定感染成败。

 

6. 创新点与学术贡献  
  理论创新  
  将“宿主辅助因子”纳入 IAV 许可度决定框架,为非突变型抗病毒策略提供新靶点。  

 

  技术贡献  
  Spike-in SILAC-CRISPR 联合流程可推广至其他 RNA 病毒宿主因子筛选。  

 

  实际价值  
  VprBP 小分子抑制剂已进入早期化合物筛选,预计可开发为广谱抗流感佐剂。