宿主因子DBP4和MOV10调控新布尼亚病毒SFTSV复制的功能及机制研究

Severe fever with thrombocytopenia syndrome virus (SFTSV), an emerging life-threatening bunyavirus, was firstly identified in China. The viral nucleocapsid (NP) and L protein (RdRp) are the essential core components of SFTSV replication machinery which bind viral RNA to mediate new RNA synthesis; however, the interactions between SFTSV replication machinery proteins and host cells are unclear. In the preliminary study of this project, two host RNA helicases DBP4 and MOV10 were indentified specifically in the cellular co-precipitates of NP by protein pulldown assays combined with LC-MS/MS analyses. Furthermore, the expression of DBP4 and MOV10 were evidently up-regulated upon SFTSV infection; moreover, these host proteins exhibited significant inhibitory effects on SFTSV infection and replication in the experiments for preliminary functional analysis. Before this project, there was no published study on the roles of DBP4 in infections; MOV10 was shown to regulate HIV replication, but the interaction of MOV10 with bunyaviruses was unknown. Therefore, in this project, we will systematically investigate the regulatory roles of the cellular helicases DBP4 and MOV10 in the infection of new bunyaviruses (mainly focused on SFTSV) and elucidate the molecular mechanisms and biological significances in cellular and animal infection models (in vitro and in vivo) by using combined technology and methodology. The study will hopefully benefit the understanding of virus-host interactions, virus replication, and host antiviral responses and provide new ideas for the development of animal models and antiviral drugs.

发热伴血小板减少综合征病毒（SFTSV）是首先在我国被分离鉴定的新发烈性布尼亚病毒。衣壳蛋白NP和聚合酶L是SFTSV复制机器的核心蛋白组分，可结合病毒RNA模板介导RNA合成，但它们与宿主的互作关系尚不清楚。通过蛋白互作和质谱分析，本项目初步研究发现NP的细胞共沉淀物中特异性存在两种宿主RNA解旋酶，DBP4和MOV10；SFTSV感染时，它们的表达明显上调；而且初步功能分析发现它们可显著抑制SFTSV感染复制。此前，DBP4与感染的相关性尚无研究报道；MOV10可调控HIV等病毒复制，但它是否影响布尼亚病毒尚不清楚。本项目拟系统地研究这些宿主解旋酶对SFTSV等新布尼亚病毒的调控作用，并综合利用各种技术手段和实验方法在细胞和动物模型水平深入阐释其分子机制和生物学意义。研究结果预期将促进我们对病毒-宿主互作、病毒复制及宿主抗病毒响应机制的理解，并为动物模型和抗病毒药物研发提供新的思路。

发热伴血小板减少综合征病毒（SFTSV）是一种高致病性新发布尼亚病毒，感染人可导致出血热样的急性传染病，致死率高。目前尚无针对SFTSV及其同源布尼亚病毒感染的特异性药物或疫苗，而且SFTSV的感染致病机理、宿主互作机理仍待深入研究。本项目首次发现宿主因子MOV10和DBP4（两种细胞解旋酶蛋白）可显著调控SFTSV的感染与致病，并深入揭示了其中的关键分子机理，阐释了宿主因子-SFTSV相互作用的新功能、新机制。首先，我们发现SFTSV感染会通过干扰素依赖及非依赖的途径显著且持续地上调MOV10表达，反过来，细胞及动物模型水平的系列研究发现MOV10则能强烈限制SFTSV的复制，进而抑制SFTSV导致的病毒血症、血小板减少、肝肾器官损伤等。之后，分子机制的研究发现MOV10的抗SFTSV作用与其解旋酶活性及RNA结合活性均无关，其作用靶标是SFTSV的衣壳蛋白NP。MOV10以RNA非依赖的方式通过其N端结构域高效靶向SFTSV NP的N-arm（35个氨基酸肽段区域），从而抑制NP-RNA互作介导的衣壳化、NP-RdRp（聚合酶蛋白）互作以及NP多聚化驱动的核糖核蛋白复合体RNP（病毒的转录复制机器、结构核心）的组装，并最终限制病毒的复制增殖和致病效应。与SF1超家族的MOV10相比，DBP4（属于SF2解旋酶超家族）则除了可能通过靶向病毒复制机器直接干扰病毒RNA的转录、复制外，还可能通过调控宿主细胞的多种生物学过程（特别是RNA剪接、甲基化修饰与运输等），间接地影响病毒感染。此外，我们还发现MOV10等宿主因子可能亦以类似的机制限制与SFTSV同源的其他布尼亚病毒的复制，由此揭示了宿主因子限制病毒复制作用机理的新范式；这些宿主限制因子的缺陷能显著提高病毒的感染性和致病性，因此可能有助于新的动物模型研发；基于这些宿主因子-病毒互作分析及相关拓展研究，我们还尝试筛选鉴定了潜在的抗病毒干预多肽或小分子药物。这些研究发现拓展了对病毒-宿主互作机理的认识，为理解SFTSV等病毒的感染复制及致病机理提供了重要线索，并可能有利于将来新的动物模型和特异性抗病毒药物的研发。