军事医学研究院李晓峰/李明圆/秦成峰团队揭示EHD4调控寨卡病毒感染新机制

问AI · EHD4不参与复制却调控感染性的原因何在?
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细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)及其他细胞外膜相关颗粒可参与病毒播散,但调控EV相关的病毒物质组成及感染性的宿主因子还未充分认识。本研究通过比较蛋白质组学分析发现,Eps15同源结构域蛋白4(EHD4)是在寨卡病毒(ZIKV)感染Vero细胞来源的EV/病毒颗粒混合制备物中富集的候选宿主因子。在HeLa细胞中敲除EHD4后,寨卡病毒、日本脑炎病毒及登革病毒2型的增殖均受到抑制,而重新表达EHD4可恢复病毒增殖。在ZIKV感染的EHD4敲除(KO)细胞中,与野生型(WT)细胞相比,有更高比例的病毒RNA存在于EV富集组分。然而,来源于KO细胞EV富集组分中的病毒物质的细胞结合能力和感染性均减弱,而部分破坏EV的膜结构后,WT和KO来源制备物之间的感染性差异有所减弱,提示膜相关成分参与决定其携带的病毒物质的功能特性。ZIKV复制子实验显示,EHD4对病毒RNA复制本身并无明显影响。免疫荧光结果显示,EHD4与CD63阳性区室及ZIKV包膜蛋白存在部分共定位。透射电子显微镜也观察到EHD4缺失并不影响多泡体(multivesicular body,MVB)的形成,WT细胞的MVB腔内可较容易观察到病毒样颗粒,而在KO细胞中则较少见,提示EHD4可能促进病毒相关物质向MVB腔内囊泡的分选。进一步的定量蛋白质组学分析发现,KO来源的EV富集组分中一部分膜相关蛋白的丰度降低。综合上述结果表明,EHD4是一种可影响黄病毒相关物质在EV富集组分中的胞外分配、组成及感染性的宿主因子。其作用的具体分子机制仍有待阐明。


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图1. 细胞外囊泡(EV)/ 病毒颗粒组分的蛋白质组学分析鉴定出EHD4为寨卡病毒感染过程中的候选宿主因子

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图2. EHD4 敲除可抑制寨卡病毒在细胞内的增殖

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图3.EHD4 在体外促进乙型脑炎病毒与登革病毒 2 型的增殖

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图4. EHD4 缺失改变寨卡病毒 RNA 在EV富集组分中的分布

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图5. EHD4、CD63与寨卡病毒 E 蛋白的亚细胞定位及多泡体超微结构分析

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图6. EHD4 缺失降低EV富集组分的感染性

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图7. 蛋白质组学分析显示 EHD4 敲除细胞的EV富集组分蛋白组成发生改变

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图8. EHD4 参与寨卡病毒相关组分胞外分布及感染性调控的机制模型

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图S1. 差速超速离心法与商品化试剂盒分离得到的EVs的特征鉴定

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图S2. 透射电镜对寨卡病毒感染细胞纯化所得EVs的形态学鉴定

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图S3. HeLa 细胞经 siRNA 转染后的 mRNA 相对表达水平

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图S4. EHD4 基因敲除 HeLa 细胞株的构建

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图S5. 寨卡病毒 GZ01 株在野生型与敲除型 A549、Vero 细胞中的复制情况

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图S6. 野生型与基因敲除型细胞来源EVs的特征鉴定

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图S7. 野生型与 EHD4 敲除 HeLa 细胞来源EVs中寨卡病毒基因组全长编码序列的 RT-PCR 扩增

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图S8. pcDNA - 人 EHD4 表达载体的质粒图谱

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图S9. 基于纳米流式细胞术(nFCM)优化 Triton X-100 处理条件以破坏EVs膜结构