人類免疫缺陷病毒1 型(Human immunodeficiency virus type 1，HIV-1)是人獲得性免疫缺陷綜合征即艾滋病(AIDS)的病原，HIV-1 感染人類免疫細(xì)胞，漸進(jìn)性地破壞免疫系統(tǒng)，最終引發(fā)艾滋病。ANP32A(酸性核磷蛋白 32A)與 ANP32B 同屬于ANP32 蛋白家族，是近幾年新發(fā)現(xiàn)的與流感病毒復(fù)制相關(guān)的宿主蛋白。前期有研究證明宿主因子ANP32A/B 是A 型流感病毒聚合酶發(fā)揮功能所必需的宿主因子，并揭示了其與聚合酶相互作用的關(guān)鍵位點(diǎn)，為新型抗流感藥物及轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研發(fā)提供了有效靶點(diǎn)(Zhang H et al.Journal of Virology 2019)。但是關(guān)于ANP32A/B 對(duì)其他病毒復(fù)制的影響及作用機(jī)制仍沒(méi)有明確的報(bào)道。

近日發(fā)表于《Journal of Biological Chemistry》的報(bào)道，首次證實(shí)了ANP32A/B 蛋白在HIV-1 病毒復(fù)制過(guò)程中具有重要作用，并闡明了其主要通過(guò)影響病毒的未完全剪切RNA 的核輸出過(guò)程影響病毒復(fù)制的具體機(jī)制。

該研究利用SRISPR/Cas9 技術(shù)構(gòu)建了ANP32A和ANP32B 單獨(dú)缺失和同時(shí)缺失的293T 細(xì)胞系，分別命名為AKO、BKO 和DKO。將囊膜蛋白缺失的HIV-1 基因組的重組質(zhì)粒與表達(dá)水泡性口炎病毒囊膜的重組質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染至3 種基因敲除和野生型(WT)細(xì)胞中，通過(guò)免疫印跡檢測(cè)Gag 的表達(dá)情況，結(jié)果顯示AKO 和BKO 對(duì)Gag 蛋白的表達(dá)沒(méi)有明顯的影響，而ANP32A 和ANP32B 同時(shí)敲除時(shí)細(xì)胞內(nèi)Gag 蛋白的表達(dá)和上清中病毒含量明顯降低。該結(jié)果提示ANP32A/B 可能在HIV-1 病毒復(fù)制過(guò)程中發(fā)揮一定的作用。

作者將HIV-1 假病毒分別感染W(wǎng)T 和DKO 細(xì)胞，通過(guò)熒光定量檢測(cè)發(fā)現(xiàn)早晚期逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物cDNA 含量在兩種細(xì)胞中沒(méi)有明顯的差異。然后通過(guò)細(xì)胞核質(zhì)分離的方法檢測(cè)病毒RNA 在兩種細(xì)胞中的核質(zhì)比例差異，并通過(guò)RNA Scope 技術(shù)對(duì)RNA在細(xì)胞內(nèi)的定位進(jìn)行分析，結(jié)果均顯示在WT 細(xì)胞中病毒未完全剪切的gagRNA 主要定位在細(xì)胞質(zhì)中，而DKO 細(xì)胞中則大部分位于細(xì)胞核中，但是對(duì)于完全剪切的tat RNA 在兩種細(xì)胞中則沒(méi)有明顯的差異。以上結(jié)果表明ANP32A/B 蛋白可以促進(jìn)病毒未完全剪切RNA 的核輸出過(guò)程。

HIV 的基因組在復(fù)制過(guò)程中通過(guò)剪切形成3 種不同的形式，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 在感染早期表達(dá)。在感染的晚期階段，Rev 會(huì)與新形成的未經(jīng)剪切的或者部分剪切的mRNA 中的RRE 原件相結(jié)合介導(dǎo)其向細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。該復(fù)合體則會(huì)招募CRM1 和Ran-GTP 以及其它宿主因子形成轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體從而進(jìn)行病毒蛋白的表達(dá)或者作為病毒基因組進(jìn)行病毒粒子的組裝過(guò)程。

ANP32A/B 蛋白是否會(huì)參與該轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程目前仍沒(méi)有報(bào)道。作者研究發(fā)現(xiàn)ANP32A/B 能夠與Rev 蛋白在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生相互作用，且Rev 蛋白的RNA結(jié)合區(qū)和ANP32A/B 的亮氨酸富集區(qū)是兩者發(fā)生相互作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域。同時(shí)ANP32A/B 也能夠與CRM1 蛋白在細(xì)胞核膜周圍發(fā)生相互作用。該結(jié)果提示ANP32A/B 蛋白與Rev 和CRM1 發(fā)生相互作用共同促進(jìn)HIV-1 病毒未完全剪切RNA 的核輸出過(guò)程。

該研究結(jié)果首次報(bào)道了ANP32A/B 蛋白在HIV-1 病毒復(fù)制過(guò)程中的重要作用，其與支持流感病毒復(fù)制的作用機(jī)制不同，主要通過(guò)與Rev 和CRM1 發(fā)生相互作用促進(jìn)病毒未完全剪切RNA 的核輸出過(guò)程，該研究成功鑒定了一種新的參與HIV-1 RNA 轉(zhuǎn)運(yùn)的宿主蛋白，為抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物的研究奠定一定的理論基礎(chǔ)。