核酸内切酶影响IBV复制的分子机制

鸡传染性支气管炎病毒（Avian infectious bronchitis virus，IBV）引起鸡的一种急性、高度接触性传染病-鸡传染性支气管炎（Avian infectious bronchitis，IB）。IBV nsp15 蛋白具有核酸内切酶（EndoU）活性，EndoU 活性缺失可使IBV 复制出现缺陷，同时降低对鸡的致病性，表明nsp15 蛋白是IBV 重要的毒力因子。但是nsp15 影响IBV 复制及其与宿主相互博弈的分子机制尚不清楚。

近期发表于《Journal of Virology》的研究论文，对IBV nsp15 影响病毒复制的分子机制进行了研究，并取得重要成果。细胞应激颗粒（Stress granules，SGs）通过调节mRNA 翻译和定位，以及整合细胞内信号和抗病毒反应，在基因表达调节中发挥重要作用，常被病毒作为调控细胞环境的靶标。作者以QX 型IBV 流行株（SD 株）感染鸡胚原代肾细胞（CEK）后，观察细胞中SGs 产生情况，结果显示仅在感染后12 h观察到约5%感染细胞产生SGs，其他采样点均未观察到SGs 的产生，说明IBV 感染并不诱导感染细胞产生SGs。进一步作者以亚砷酸盐（Ars）为阳性刺激物诱导细胞产生SGs，观察IBV 感染对Ars 诱导产生的eIF2a 依赖的SGs 是否具有抑制作用。结果表明在Ars处理后可诱导80%以上的CEK 细胞产生SGs，而在IBV 感染的细胞中，仅有约20%的细胞观察到SGs，大部分IBV 感染的细胞并未观察到SGs 的产生。说明IBV感染显著抑制细胞中SGs的产生。

作者前期研究观察到IBV nsp15 在转染细胞后可以抑制PKR 的激活，PKR 激活后进一步磷酸化eIF2a，引起细胞蛋白质翻译抑制，进而诱导SGs 产生，因此推测IBVnsp15可能在病毒抑制SGs产生过程中发挥作用。作者发现转染nsp15-WT 后，细胞中未观察到SGs 的产生，而在空载和突变质粒转染组中可以观察到30%～40%的细胞产生SGs。进一步利用反向遗传构建拯救病毒株IBV rSD-WT 和EndoU 活性缺失病毒株（rSD-H238A 和rSD-Y334A），将上述拯救病毒株及亲本病毒感染CEK 细胞后，发现亲本病毒感染后未观察到明显的SGs产生；但当rSD-H238A和rSDY334A 感染后观察到明显的SGs 形成，同时病毒复制出现缺陷。以上结果表明，nsp15是IBV抑制SGs形成的关键蛋白，且抑制功能与蛋白的EndoU活性相关。

IBV nsp15 EndoU 活性缺失导致病毒在CEK 细胞中的复制能力下降，且病毒N蛋白的分布形态与亲本病毒也存在差异，其是否与诱导SGs 产生有关，为阐明这一问题，作者在研究中对EndoU活性缺失病毒株感染细胞后SGs相关蛋白TIA1的分布形态以及与病毒N 蛋白和dsRNA 的定位情况进行观察，发现TIA1 蛋白从原来的弥散分布的形态聚集成为较大的颗粒状态，表现出一种非典型的SGs 的形态，且与病毒的N蛋白和dsRNA 存在部分共定位情况。作者推测TIA1蛋白可能是在病毒EndoU 活性缺失之后影响病毒复制的关键因素，接着在CEK 细胞中过表达鸡源TIA1蛋白，TIA1 蛋白稳定表达后进行病毒感染，发现感染后12 h，转染PRK-EGFP（对照组）和PRK-EGFPTIA1（实验组）细胞中，N 蛋白的合成量未见明显差异，但是到24 h，过表达TIA1 蛋白的CEK 细胞N 蛋白的合成出现明显抑制，而表达EGFP 的细胞中N 蛋白的合成显著增多。检测CEK 细胞过表达TIA1 后IBV 的复制动态，同样验证了这一结果，表明在细胞中过表达TIA1 蛋白可以影响IBV 的复制，提示SGs相关蛋白TIA1可能是潜在的抗病毒因子之一。

该研究证明了QX 型IBV 感染后不会诱导细胞产生明显的SGs，且IBV nsp15 蛋白的EndoU 活性是抑制SGs 产生的关键因素，同时SGs 相关蛋白TIA1 是潜在的抗病毒因子，为后续深入阐明IBV nsp15 蛋白调控冠状病毒复制的分子机制奠定基础。