豬流行性腹瀉（PED）是臨床上最常見、最嚴(yán)重的豬腸道病毒性傳染病之一，其病原為豬流行性腹瀉病毒（PEDV）。PEDV 可感染各年齡階段豬群，引起劇烈嘔吐、水樣腹瀉及脫水。PEDV 是α 冠狀病毒屬成員，基因組為單股正鏈RNA，其變異速度較快，疫苗很難提供完全保護(hù)，因此抗PEDV 的藥物及新型高效疫苗的研發(fā)對PED 的防控至關(guān)重要。

冠狀病毒基因組和亞基因組RNA 的5′端均具有帽子結(jié)構(gòu)，但RNA 加帽機(jī)制及相關(guān)功能酶的研究僅在β 冠狀病毒屬成員中有報道。β 冠狀病毒有一套自己的加帽機(jī)制，首先，加帽酶將鳥苷酸加到病毒RNA 的5'二磷酸末端（ppN-RNA）生成GpppN-RNA；隨后，經(jīng)病毒編碼的G-N-7 甲基轉(zhuǎn)移酶nsp14 的催化，該RNA 被甲基化形成0 型帽子結(jié)構(gòu)m7GppNRNA；最后，在病毒編碼的2'-O 甲基轉(zhuǎn)移酶nsp16～nsp10 復(fù)合物的催化下，順次形成1 型和2 型帽子結(jié)構(gòu)。病毒RNA 的5'帽子甲基化對病毒RNA的穩(wěn)定性、mRNA 高效翻譯及病毒免疫逃逸至關(guān)重要，也是研發(fā)抗病毒藥物和弱毒疫苗的重要靶標(biāo)。β 冠狀病毒的5'帽子形成機(jī)制在冠狀病毒家族中是否保守？5'帽子甲基化在冠狀病毒的病毒復(fù)制、基因表達(dá)及致病機(jī)制中發(fā)揮什么功能？研究這些科研問題對于冠狀病毒致病機(jī)制的解析、抗病毒藥物及疫苗的研發(fā)至關(guān)重要。

近期，《Journal of Virology》發(fā)表了“Porcine epidemic diarrhea virus deficient in RNA capguanine-N-7 methylation is attenuated and induces highertype I and III interferon responses”的文章，該研究以PEDV 作為α 冠狀病毒屬的模式病毒，探究了其nsp14 的RNA 5'帽子G-N-7 甲基轉(zhuǎn)移酶活性及其對PEDV 復(fù)制、基因表達(dá)和先天免疫應(yīng)答的影響。結(jié)果表明，PEDV nsp14 具有G-N-7 甲基轉(zhuǎn)移酶活性，在中性和堿性pH 環(huán)境中，以序列非特異性模式高效催化RNA 底物在G-N-7 位置發(fā)生甲基化修飾。S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosyl-L-methionine，SAM）結(jié)合位點(diǎn)是nsp14發(fā)揮G-N-7 甲基轉(zhuǎn)移酶活性的關(guān)鍵位點(diǎn)。Nsp14 SAM 位點(diǎn)突變病毒rPEDV-D350A 僅保留了約29%的G-N-7 甲基轉(zhuǎn)移酶活性，形成的噬斑尺寸變小，且病毒蛋白合成能力及病毒復(fù)制能力下降。值得關(guān)注的是，與野生型病毒相比，rPEDV-D350A 感染誘導(dǎo)IPEC-DQ 細(xì)胞產(chǎn)生更高水平I 型和III 型干擾素，特別是III 型干擾素IFN-γ3 表達(dá)水平顯著升高。這些研究結(jié)果表明，PEDV 的G-N-7 甲基轉(zhuǎn)移酶活性不僅影響病毒復(fù)制及基因表達(dá)，還參與調(diào)控病毒對宿主先天免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)。

該研究結(jié)果提示nsp14 蛋白的RNA 帽子G-N-7甲基轉(zhuǎn)移酶功能在冠狀病毒中相對保守；nsp14 對病毒復(fù)制至關(guān)重要，是一個不可忽視的抗PEDV 藥物研發(fā)靶標(biāo)；RNA帽子G-N-7甲基化功能缺陷PEDV能夠誘導(dǎo)宿主細(xì)胞產(chǎn)生更高水平天然免疫反應(yīng)，預(yù)示其具有較高的弱毒疫苗開發(fā)前景。該研究不僅加深了PEDV 復(fù)制及致病機(jī)制的研究內(nèi)容，更為PEDV 抗病毒藥物及高效疫苗的研發(fā)提供了新思路。