病毒基因组编码转录调控因子,这些因子改变宿主基因的表达以促进病毒复制,而它们形成的综合调控网络在很大程度上难以捉摸。
2026年7月21日,香港大学袁硕峰独立通讯在Molecular Cell 在线发表题为Host transcriptional corepressor TLE1 is commonly exploited by RNA viruses for replication的研究论文。该研究利用甲型流感病毒(IAV)作为模型,作者证明病毒核蛋白(NP)利用宿主转录辅阻遏物TLE1来增强病毒聚合酶活性,同时抑制细胞先天应答。
NP-TLE1识别是通过IAV亚型中保守的碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)样基序实现的,该基序随后招募了另一种转录因子Krüppel样因子4(KLF4)以抑制抗病毒信号。通过肽AH49A阻断NP-TLE1相互作用在体外和体内提供了抗病毒保护。此外,NP-TLE1-KLF4轴在多种RNA病毒中被广泛观察到,SARS-CoV-2核衣壳蛋白中存在bHLH样基序即证明了这一点。
bHLH样基序中的功能丧失性替换减弱了IAV和SARS-CoV-2的复制。作者的研究揭示了RNA病毒如何利用宿主转录机器的组分来促进病毒复制。
病毒完全依赖于宿主细胞机器进行复制,然而这种依赖性远不止于对细胞资源的被动利用。这已由病毒对宿主基因表达的主动调控所证明,通常通过调节经典细胞启动子和转录因子(TFs)的活性来实现。由于许多DNA病毒具有DNA结合活性,它们可以直接调控病毒和宿主基因表达,而RNA病毒的转录调控因子通常通过与宿主TF、辅因子或RNA Pol II的相互作用间接介导这种调控,因为它们基本上无法结合DNA。
例如,转录因子IIB(TFIIB)经常被多种病毒利用,包括人类免疫缺陷病毒、单纯疱疹病毒、肝炎病毒和EB病毒,以改变基因表达,从而放大病毒转录同时抑制宿主抗病毒基因。
乙型肝炎病毒(HBV)通过与宿主TF(包括肝细胞核因子1-α(HNF-1α)、CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)和信号转导及转录激活因子3(STAT3))相互作用进一步增强病毒转录、复制和耐药性,从而进一步例证了这种策略。作者先前的工作揭示甲型流感病毒(IAV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)可以利用固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)——一个脂源性TF家族——来满足感染期间升高的代谢需求。
因此,破坏宿主-病毒转录界面代表了一种高度可行的抗病毒策略,具有较低的耐药风险,并且由于显著的结构紊乱和缺乏明确的小分子结合口袋,这规避了传统的“不可成药”TF。
在本研究中,作者进行了功能丧失性筛选,并将Split的转导蛋白样增强子1(TLE1)鉴定为一种在不同RNA病毒家族(而非DNA病毒,如腺病毒和单纯疱疹病毒)中具有广泛相关性的促病毒因子。
TLE1缺乏直接的DNA结合能力,但与各种DNA结合TF相互作用形成抑制复合物。TLE1识别碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)蛋白,并通过与T细胞因子/淋巴增强因子(TCF/LEF)的相互作用抑制靶基因,从而沉默Wnt/β-连环蛋白通路中的靶基因,或通过与Hairy和Split增强子1(HES1)的相互作用抑制NOTCH通路中的MASH1转录。
TLE1也参与炎症,因为TLE1过表达阻止p65易位并抑制巨噬细胞中的NF-κB信号,而TLE1缺陷增加p65磷酸化和炎症基因表达。尽管人乳头瘤病毒(HPV)E6已被证明可调控TLE1以促进食管癌中Wnt/β-连环蛋白信号介导的肿瘤发生,但TLE1在病毒复制中的精确作用和机制在很大程度上仍然未知。
利用IAV作为模型,作者发现TLE1充当促病毒因子,同时促进病毒聚合酶活性并损害细胞抗病毒应答。机制上,TLE1将Krüppel样因子4(KLF4)招募至IFNB启动子,并抑制干扰素调节因子3(IRF3)向IFNB启动子的招募。
在IAV感染后,病毒核蛋白(NP)利用保守的bHLH样基序与TLE1相互作用,从而促进TLE1-KLF4结合,继而调节NP寡聚化以增强聚合酶活性。同时,IAV NS1通过结合TLE1启动子上调其表达充当“辅助者”,进一步增强NP-TLE1-KLF4轴。
作者的研究建立了一个复杂的宿主-病毒网络,其中IAV NS1和NP协同调控TLE1以重编程宿主基因转录。类似的调控作用模式可能广泛适用于其他RNA病毒,包括SARS-CoV-2。
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