兔出血症病毒侵入细胞的分子机制

兔出血症病毒(Rabbit haemorrhagic disease virus，RHDV)是一种与兔养殖业密切相关的病毒，主要感染青壮年兔，由其引发的兔出血症(RHD)为急性、败血性传染病，该病具有极高的发病率和病死率，是兔的一种毁灭性传染病，俗称“兔瘟”。1984年，该病第一次在中国江苏大规模爆发，在不到一年的时间内，RHD在中国传播面积超过5万平方千米，致死一亿四千多万只家兔。目前，兔瘟在世界范围内广泛流行，对兔养殖业以及野兔资源构成了严重威胁。

RHDV是一种无囊膜，基因组为单股正链RNA分子的杯状病毒，病毒颗粒直径大约为35 nm，呈正二十面体对称结构，是杯状病毒科(Caliciviridae)家族重要成员之一。长期以来，由于缺乏稳定的体外培养细胞系，严重阻滞了RHDV病原学的基础与分子生物研究，尤其是关于RHDV侵入宿主细胞的分子机制，人们了解的仍十分有限。2009年，国外研究者利用大肠杆菌表达的RHDV病毒样颗粒(VLP)首次鉴定出组织血型抗原(His-blood group antigens，HBGA)H2型为RHDV吸附细胞的功能性受体。但人们对于RHDV利用受体黏附于细胞以后，是如何进入细胞，是否需要细胞因子参与，以及通过何种途径完成病毒的内化过程等分子机制一无所知。无疑，上述问题的解决对于人们了解RHDV致病的分子机制以及研发新型抗病毒药物或疫苗等将具有重要意义。

2018年10月，中国农业科学院上海研究所刘光清研究员团队在《PLoS Pathogens》发表了题为“Nucleolin mediates the internalization of rabbit hemorrhagic disease virus through clathrin-dependent endocytosis”的研究论文，首次解答了上述科学问题，并详细阐明了RHDV结合细胞受体以后的内化机制。论文作者在研究过程中，首先利用几种生物化学抑制剂以及小RNA干扰技术分析了RHDV进入宿主细胞的分子过程，发现一种被称作核仁素(Nucleolin，NCL)的细胞因子在RHDV内化过程中发挥关键作用。作者进一步研究发现NCL发挥介导RHDV的内化作用有赖于其与RHDV的衣壳蛋白(VP60)特异性相互作用，如果破坏其间的相互作用，RHDV的内化过程将受到严重影响。该研究初步鉴定出VP60与NCL相互作用的关键区域分别为：VP60的第468-484位氨基酸和NCL的氨基端(N-区域)。并且分析发现，这种相互作用在不同基因亚型的RHDV中是高度保守的。同时，作者还利用人工合成的VP60与NCL互作关键区域的多肽，发现在体内和体外实验中，该合成肽能明显抑制RHDV的内化作用，进而降低RHDV的增殖能力。为了探索RHDV进入细胞的分子途径，作者利用不同的小分子化学试剂(ZPZ、EIPA、Nys)处理兔肾细胞(RK-13)，然后用RHDV感染，发现网格蛋白依赖的内吞途径是RHDV内化所必需的，抑制该途径以后，RHDV的内化效率显著降低。而RHDV之所以能利用该途径，是因为NCL在与RHDV衣壳蛋白结合的同时，也与网格蛋白的轻链发生特异性结合，从而使得RHDV可以使用网格蛋白依赖的内吞途径侵入细胞。

综上，该研究首次揭示了RHDV侵入细胞的分子机制，在此过程中，RHDV劫持细胞中的核仁素作为桥梁，进而利用网格蛋白依赖的内吞途径完成其在感染初期的内化过程，为后续的脱壳和复制奠定了基础。该论文不仅为深入研究RHDV感染的分子机制提供了重要线索，也为杯状病毒科其他成员的分子致病机理研究提供了有益资料。