给病毒“易容”打掩护，揭秘流感病毒复制的“帮凶”

2024-07-25153

每年季节交替时出现的流感，突然的袭击总会让人猝不及防。而目前也并没有针对流感的特效药，只能通过疫苗预防。不过目前科学家已经发现了一个关键的蛋白——NS1 蛋白，它不仅可以帮助病毒躲避免疫系统的攻击，还会大大增强病毒的感染力。

一项来自日本京都大学关于流感 A 病毒（Influenza A virus, IAV）非结构蛋白 1（Non-structural protein 1, NS1）的研究，为我们揭示了这一病毒蛋白在病毒生命周期中鲜为人知的另一面——通过优化病毒基因组的包装，NS1 在无形中增强了病毒的感染力。

长久以来，NS1 蛋白因其在抑制宿主免疫反应中的关键作用而广受瞩目。它如同一把精准的钥匙，能够解锁并干扰宿主细胞的抗病毒防御机制，特别是通过抑制 RIG-I 信号通路来阻止干扰素的产生，从而为病毒的复制创造有利条件。然而，这项最新研究却让我们看到，NS1 的功能远不止于此。

研究团队使用了一种特殊的病毒样本，这种样本缺少 NS1 蛋白。他们观察了这种病毒在抗病毒缺陷细胞中的复制情况，并比较了有无 NS1 蛋白时的差异。

在整个实验流程中，病毒的纯化是非常关键的步骤

研究人员需要分离出纯化后的病毒颗粒来进行后续的实验，包括分析病毒颗粒中 NS1 蛋白的含量以及病毒基因组的包装情况等等。

▲ 在 10cm 培养皿中培养的 293 T RIG-I KO 细胞感染 PR8-delNS1 病毒后，用磷酸钙沉淀法转染 pEF-Bos-NS1

▲ 48 小时后，收集上清液，去除细胞碎片，然后用 RNAse A 处理以去除病毒颗粒外的 RNA

▲ 将处理过的上清液置于 30%(w/v)蔗糖垫上，使用 CP100NX 进行超速离心（141,000 ×g，4℃，2h），纯化病毒颗粒

此外，研究人员还使用了病毒样颗粒（Virus-like particles, VLP）系统，进一步验证了 NS1 在病毒复制中的具体作用，同样使用了上述蔗糖垫液超速离心法。

▲ NS1 对 VLP 在受体细胞中基因转导和感染的影响研究

好的研究成果离不开得力的实验工具，文中使用的 Eppendorf CP100NX（100,000 rpm, 803,000 xg）作为一款可靠的超速离心机设备，帮助研究人员获得了纯化后的病毒颗粒，为后续实验提供了可靠的材料。

▲ CP100NX 超速离心机

小 E 温馨提醒：

文中使用的蔗糖垫液作为一个缓冲层，可以保护样品免受离心管底部的直接冲击，减少样品的机械剪切力，从而保护敏感的生物分子结构，这种离心方法在病毒超速离心中较为常见。

最后的实验结果表明，在缺乏 NS1 的情况下，病毒的复制效率显著降低，这一现象在先天免疫缺陷的细胞中尤为明显。通过向 VLP 系统中引入 NS1 蛋白，研究人员发现，NS1 能够显著促进病毒基因组的包装效率，从而提高了 VLP 的转染能力。

这一发现揭示了 NS1 在病毒基因组包装中的新角色

原来，NS1 不仅仅是一个免疫逃避者，它还是一位精明的“包装师”。通过与病毒基因组的双链 RNA（dsRNA）结合，NS1 能够精确调控基因组的折叠和包装过程，确保每个病毒颗粒都能携带足够且完整的遗传信息，从而提高了病毒的感染效率。

更为有趣的是，研究人员还发现，NS1 的这一功能高度依赖于其 dsRNA 结合能力。当他们通过基因工程手段引入 NS1 的 dsRNA 结合域突变体（如R38A）时，NS1 的包装促进作用几乎完全丧失。这一结果进一步证实了 NS1 与 dsRNA 之间的相互作用在其优化病毒基因组包装中的关键作用。

这项研究揭示了一个潜在的抗病毒靶点——通过干扰 NS1 与 dsRNA 的结合，我们或许能够阻断病毒的基因组包装过程，从而降低病毒的感染力。这无疑为流感病毒的防控和治疗开辟了新的可能性。