兽医学院重大动物疫病防控团队张桂红/龚浪课题组在猪肠道α冠状病毒内吞及胞内转运机制研究中取得新进展

来源单位及审核人:兽医学院 鲍金勇编辑:审核发布:宣传部 曾子焉 发布时间:2023-03-29浏览次数:1447

  近日,我校兽医学院重大动物疫病防控团队张桂红/龚浪课题组在国际病毒学权威杂志Journal of Virology在线发表题为“Porcine Enteric Alphacoronavirus entry through multiple pathways (caveolae, clathrin, and macropinocytosis) and requires Rab GTPases for endosomal transport”的文章(链接:https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.00210-23),首次报道猪肠道α冠状病毒(Porcine enteric alphacoronavirus, PEAV)通过多种途径(小窝、网格蛋白和巨胞饮)进入相应宿主细胞、并需要Rab GTPases进行内体转运,系统揭示了PEAV进入宿主细胞的分子机制。

  猪肠道α冠状病毒(PEAV),又称SADS-CoV /SeACoV,于2017年2月在国内首次发现。临床症状与其他已知猪肠道冠状病毒(PEDV、TGEV、PDCoV)引起的症状类似,仔猪死亡率达90%。目前的抗病毒治疗策略不能完全预防各种猪冠状病毒,病毒之间没有明显交叉保护。为更好地了解PEAV的致病机制,迫切需要对PEAV入侵宿主的过程进行系统、全面的解析。

  该研究发现PEAV通过膜穴样凹陷方式内吞,PEAV感染15 min后与小窝蛋白(caveolin-1)共定位,同时,感染15 min后也观察到PEAV定位于网格蛋白(clathrin)包被囊泡中(图A),说明PEAV可通过膜穴样凹陷和网格蛋白介导的两种内吞方式进入细胞,这与猪流行性腹泻病毒(PEDV)内吞方式是一致的。然而,PEAV可在多达21个细胞系中复制,包括人源、猴源、猪源、蝙蝠源和鼠源。鉴于PEAV的广泛宿主细胞嗜性,研究推测PEAV可能存在不依赖受体的内吞方式。进一步研究发现PEAV感染15 min即可激活巨胞饮,观察到肌动蛋白骨架重排(丝状伪足、步状伪足和应力纤维分解)等巨胞饮激活后的细胞形态变化(图B),提示PEAV也通过巨胞饮的内吞方式进入细胞。为了研究PEAV内吞后是否依赖Rab GTPases调控的内体转运过程,构建了调控早期内体运输的Rab5,调控晚期内体运输的Rab7,调控晚期内体运输至高尔基体的Rab9,调控内体循环的Rab11表达质粒,将PEAV进行荧光标记,通过活细胞工作站观察病毒在不同Rab蛋白包被囊泡中的动态转运现象。结果发现PEAV可在Rab5、Rab7、Rab9蛋白标记的囊泡中共同转运(图C),提示PEAV内体转运依赖Rab5、Rab7、Rab9调控。

  综上所述,该课题组系统研究了PEAV入侵的早期事件,包含了PEAV内吞及内体转运的“缺失知识”,演示了PEAV使用3种不同内吞途径感染细胞的过程,丰富了病毒与宿主细胞相互作用机制。这些发现有助于深入理解冠状病毒入侵细胞的过程,为未来的研究提供了坚实的基础。

  兽医学院博士后陈熊男为论文第一作者,龚浪副教授为通讯作者。本研究由国家自然科学基金项目(32102646)、广东省自然科学基金项目(2020A1515110315)、茂名实验室科研启动项目(2021TDQD002)和农业农村部生猪产业技术体系(CARS-35)资助。同时研究工作得到了兽医学院张桂红教授、王衡副教授的大力支持和协助。

文图/兽医学院 凌韵岚

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