丙肝病毒囊膜蛋白来源的膜融合抑制多肽筛选及抗病毒机制研究

Hepatitis C virus (HCV), a major human pathogen, is frequently associated with severe liver cirrhosis and hepatocellular carcinomas. Viral entry is the first step that HCV can infect human cells. It is required the fusion of viral envelope and cellular membrane to release viral RNA to replicate. Therefore, blocking viral membrane fusion is an efficient antiviral strategy. So far, the mechanisms of HCV membrane fusion and effective anti-HCV fusion inhibitor remain largely unknown. In this study, we will systematically screen the HCV envelope proteins-derived anti-fusion peptides, based on our previous positive data. The membrane fusion associated key domains and amino acids within E1E2 will be characterized. In addition, the inhibitory effects of anti-fusion peptides on the virus infectivity and their inhibitory mechanisms will be investigated. Finally, de novo design of these fusion inhibitory peptides will be performed to improve antiviral activity. In conclusion, the discovery from this proposal will put a great promotion for understanding HCV membrane fusion and antiviral strategy.

丙型肝炎病毒（HCV）是重要的人类病原体，其慢性感染可导致肝硬化和肝癌等终末期肝病，危害人类健康并造成严重的医疗负担。入侵（entry）是HCV感染的首要步骤，而病毒囊膜与宿主细胞膜发生融合进而释放HCV核酸则是入侵的必需环节，因此阻断HCV膜融合是高效的抗病毒策略。然而，目前人们对HCV膜融合分子机制以及膜融合抑制剂的研究均较为初浅。在本课题中，我们将在前期获得的支持性研究基础上，通过系统性地筛选HCV囊膜蛋白E1E2来源的膜融合抑制多肽，进而鉴定HCV囊膜蛋白参与膜融合的重要功能结构域和关键氨基酸位点；我们还将系统性地研究HCV膜融合抑制多肽对HCV感染性的影响，及其发挥作用的具体分子机制；最后，我们将对新发现的HCV膜融合抑制多肽的结构与特征进行设计与优化。上述研究将拓展人们对HCV膜融合机制的认识并有利于建立以膜融合为靶点的抗HCV新策略。

丙型肝炎病毒（HCV）是危害严重的人类病原体。HCV属于黄病毒科丙型肝炎病毒属单股正链RNA病毒。HCV入侵细胞的环节是病毒感染所必需的起始阶段，是一个高度复杂、精密调控的生物学过程，涉及病毒囊膜糖蛋白E1 E2以及宿主细胞辅助受体CD81、SR-BI、Claudin-1和Occludin等多种分子。病毒膜融合作为一个保守的环节在包膜病毒的生命周期中发挥极为重要的作用，然而HCV的膜融合机制和抑制剂研究尚存在大量空白。我们针对HCV的膜融合环节，筛选设计并获得了高效广谱的HCV膜融合抑制剂，它能够在皮摩尔和较低的纳摩尔浓度下抑制目前全部基因型的HCV感染。我们构建了两种用于HCV膜融合研究的细胞模型，即基于BiFC和Cre-loxP的由E2包膜蛋白和病毒受体介导的膜融合检测平台，通过筛选覆盖E1E2全长的多肽文库，发现一段来自于E2颈区的多肽具有显著的抑制HCV膜融合活性，将其命名为E27。研究结果显示，E27不但能够抑制HCV包膜蛋白介导的细胞膜融合，更重要的是，其对多种基因型包膜蛋白构建的HCVcc和HCVpp具有广谱抗病毒作用，其EC50值在pM至低的nM之间，展现了良好的前景。在HCV膜融合机制方面，我们借助发现的E27多肽作为研究工具进行了探索。研究结果表明，在HCV膜融合过程中，E1所包含的fusion peptide插入到细胞膜上，然后E2颈区一段多肽与E1上的314–318和354–358所在区域相互作用形成二聚体，进而拉近病毒膜与细胞膜并在低pH值诱导下发生膜融合。