ANP32A和ANP32B蛋白是HIV-1病毒复制过程中的关键宿主因子

人类免疫缺陷病毒1 型(Human immunodeficiency virus type 1，HIV-1)是人获得性免疫缺陷综合征即艾滋病(AIDS)的病原，HIV-1 感染人类免疫细胞，渐进性地破坏免疫系统，最终引发艾滋病。ANP32A(酸性核磷蛋白 32A)与 ANP32B 同属于ANP32 蛋白家族，是近几年新发现的与流感病毒复制相关的宿主蛋白。前期有研究证明宿主因子ANP32A/B 是A 型流感病毒聚合酶发挥功能所必需的宿主因子，并揭示了其与聚合酶相互作用的关键位点，为新型抗流感药物及转基因动物的研发提供了有效靶点(Zhang H et al.Journal of Virology 2019)。但是关于ANP32A/B 对其他病毒复制的影响及作用机制仍没有明确的报道。

近日发表于《Journal of Biological Chemistry》的报道，首次证实了ANP32A/B 蛋白在HIV-1 病毒复制过程中具有重要作用，并阐明了其主要通过影响病毒的未完全剪切RNA 的核输出过程影响病毒复制的具体机制。

该研究利用SRISPR/Cas9 技术构建了ANP32A和ANP32B 单独缺失和同时缺失的293T 细胞系，分别命名为AKO、BKO 和DKO。将囊膜蛋白缺失的HIV-1 基因组的重组质粒与表达水泡性口炎病毒囊膜的重组质粒共转染至3 种基因敲除和野生型(WT)细胞中，通过免疫印迹检测Gag 的表达情况，结果显示AKO 和BKO 对Gag 蛋白的表达没有明显的影响，而ANP32A 和ANP32B 同时敲除时细胞内Gag 蛋白的表达和上清中病毒含量明显降低。该结果提示ANP32A/B 可能在HIV-1 病毒复制过程中发挥一定的作用。

作者将HIV-1 假病毒分别感染WT 和DKO 细胞，通过荧光定量检测发现早晚期逆转录产物cDNA 含量在两种细胞中没有明显的差异。然后通过细胞核质分离的方法检测病毒RNA 在两种细胞中的核质比例差异，并通过RNA Scope 技术对RNA在细胞内的定位进行分析，结果均显示在WT 细胞中病毒未完全剪切的gagRNA 主要定位在细胞质中，而DKO 细胞中则大部分位于细胞核中，但是对于完全剪切的tat RNA 在两种细胞中则没有明显的差异。以上结果表明ANP32A/B 蛋白可以促进病毒未完全剪切RNA 的核输出过程。

HIV 的基因组在复制过程中通过剪切形成3 种不同的形式，即未剪切的、部分剪切的以及完全剪切的RNA，其中Rev 由完全剪切的RNA 在感染早期表达。在感染的晚期阶段，Rev 会与新形成的未经剪切的或者部分剪切的mRNA 中的RRE 原件相结合介导其向细胞质的转运。该复合体则会招募CRM1 和Ran-GTP 以及其它宿主因子形成转运复合体从而进行病毒蛋白的表达或者作为病毒基因组进行病毒粒子的组装过程。

ANP32A/B 蛋白是否会参与该转运过程目前仍没有报道。作者研究发现ANP32A/B 能够与Rev 蛋白在细胞核内发生相互作用，且Rev 蛋白的RNA结合区和ANP32A/B 的亮氨酸富集区是两者发生相互作用的关键结构域。同时ANP32A/B 也能够与CRM1 蛋白在细胞核膜周围发生相互作用。该结果提示ANP32A/B 蛋白与Rev 和CRM1 发生相互作用共同促进HIV-1 病毒未完全剪切RNA 的核输出过程。

该研究结果首次报道了ANP32A/B 蛋白在HIV-1 病毒复制过程中的重要作用，其与支持流感病毒复制的作用机制不同，主要通过与Rev 和CRM1 发生相互作用促进病毒未完全剪切RNA 的核输出过程，该研究成功鉴定了一种新的参与HIV-1 RNA 转运的宿主蛋白，为抗逆转录病毒药物的研究奠定一定的理论基础。