病毒入侵靠两条糖链?冷冻电镜拍下小RNA病毒与整合素α2β1的结合细节(Nature Communications)
一个悬了多年的问题:谁放病毒进门
马鼻病毒A型(ERAV)是小RNA病毒科成员,和口蹄疫病毒是近亲,在马群中引起呼吸道感染。小RNA病毒入侵依赖细胞表面受体,但ERAV用的哪个受体,长期没有定论。
受体决定的不只是嗜性——它是抗病毒干预最直接的靶点:受体堵住了,病毒连门都摸不到。
乌特勒支大学团队选择用无偏的手段重新回答这个问题:全基因组CRISPRi筛选。
筛选锁定α2β1,证据层层加码
在HEK293T细胞里逐条敲低基因,看哪条基因沉默后病毒进不来了——筛选结果指向整合素α2β1。
团队随后做了四重验证:CRISPR敲除α2β1的细胞抗感染;阻断抗体预处理后感染下降;可溶性受体竞争性结合也能挡住病毒;而在马成纤维细胞等天然易感细胞中,同样观察到对α2β1的依赖。
多重证据链交叉印证,α2β1作为ERAV功能性入侵受体的身份基本坐实。
冷冻电镜看清“握手”细节:蛋白加双糖
结构层面,冷冻电镜与糖蛋白质组学给出了此前从未见过的结合画面。ERAV以闭合构象附着在α2链的β螺旋桨结构域上,而且不依赖二价阳离子——这与许多整合素配体的经典结合方式不同。
更意外的是糖链的角色:病毒同时咬住α2链N112位的高甘露糖糖链,以及β1链N269位的唾液酸化糖链。两个糖位点像是两把辅助锁。
功能验证跟上了:把任一糖基化位点突变掉,病毒入侵效率显著受损;再把这个位点回补回去,入侵能力恢复——两条糖链都是必需的,不是锦上添花。
糖生物学视角的病毒学
这项研究把“蛋白受体”的概念又推进了一层:受体不仅指蛋白骨架,蛋白上挂的糖链也可以是病毒识别和入侵的直接介质。
对相关病毒(包括口蹄疫病毒这类农业意义重大近亲)而言,这提示干预设计可以瞄准糖代谢或糖链修饰通路——比如影响高甘露糖加工或唾液酸化的宿主因子。
当然,从结构机制到可用药物还有距离;且ERAV-α2β1体系是病毒特异的,其他小RNA病毒是否沿用同样策略需要逐一验证。
信息来源
论文:Two distinct α2β1 integrin glycan interactions mediate cell entry of a picornavirus
期刊:Nature Communications,IF 18.1(2025 JCR 参考)
DOI:10.1038/s41467-026-79252-8
第一作者单位:乌特勒支大学兽医医学院病毒学系(荷兰)+牛津大学结构生物学部+Pirbright研究所
通讯作者:见原文