近期，我校獸醫(yī)學(xué)院重大動(dòng)物疫病防控團(tuán)隊(duì)黃耀偉教授課題組在冠狀病毒與宿主熱休克蛋白90互作機(jī)理等研究方面取得系列成果，連續(xù)發(fā)表三篇研究論文。
熱休克蛋白（HSP90）是一種分子伴侶蛋白，可以幫助其它蛋白質(zhì)正確折疊并保持其穩(wěn)定性。已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在體外條件下使用特定的HSP90抑制劑可以有效抑制新冠病毒（SARS-CoV-2）在細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中的感染。然而，其作用機(jī)制一直未明。4月1日，黃耀偉教授以華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院/嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)廣東省實(shí)驗(yàn)室為第一單位，在國(guó)際生物化學(xué)著名期刊Journal of Biological Chemistry（JBC, IF=5.486）上在線發(fā)表題為“Heat shock protein 90 facilitates SARS-CoV-2 structural protein-mediated virion assembly and promotes virus-induced pyroptosis”的文章（鏈接 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021925823003101），進(jìn)一步闡述了新冠病毒與HSP90的互作機(jī)理。
本研究系統(tǒng)檢測(cè)了HSP90與26種SARS-CoV-2病毒蛋白的互作情況，發(fā)現(xiàn)5個(gè)病毒蛋白為HSP90的客戶蛋白，包括核衣殼蛋白（N）、膜蛋白（M）、以及輔助Orf3、Orf7a和Orf7b蛋白均能與Hsp90的兩個(gè)亞型（Hsp90α，Hsp90β）互作，并且這些蛋白的穩(wěn)定性通過Hsp90β調(diào)節(jié)。使用病毒樣顆粒組裝實(shí)驗(yàn)和SARS-CoV-2 GFP/ΔN類病毒瞬時(shí)感染實(shí)驗(yàn)探討了靶向HSP90在新冠病毒感染各個(gè)生命周期階段所起的作用，表明Hsp90主要影響新冠病毒結(jié)構(gòu)蛋白M與N的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響了病毒顆粒的組裝。此外，靶向Hsp90抑制SARS-CoV-2引起細(xì)胞焦亡，也抑制類病毒倉(cāng)鼠感染模型中產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)和肺損傷。這些研究結(jié)果表明了在SARS-CoV-2感染期間進(jìn)行Hsp90靶向治療的機(jī)理：一方面通過抑制Hsp90分子伴侶作用直接抑制病毒顆粒的產(chǎn)生，另一方面通過降低SARS-CoV-2引起的細(xì)胞焦亡，從而減輕炎性損傷導(dǎo)致的重癥。
由于更早的研究報(bào)道Hsp90與中東呼吸綜合征冠狀病毒MERS-CoV 的N蛋白也存在相互作用，這可能表明Hsp90是其它冠狀病毒N蛋白的廣譜分子伴侶客戶蛋白。因此課題組繼續(xù)研究了HSP90在四種豬腸道冠狀病毒（豬流行性腹瀉病毒PEDV，豬丁型冠狀病毒PDCoV，豬傳染性胃腸炎病毒TGEV以及豬急性腹瀉綜合征冠狀病毒SADS-CoV）中的作用，相關(guān)研究近日發(fā)表在Virus Research期刊上（IF=6.286），題目為“Role of heat shock protein 90 as an antiviral target for swine enteric coronaviruses”（鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168170223000655）。研究結(jié)果同樣顯示HSP90可以廣譜抑制四種豬腸道冠狀病毒的感染，并且豬源Hsp90與PEDV，PDCoV，TGEV以及SADS-CoV的N蛋白互作并影響其蛋白穩(wěn)態(tài)，盡管這些N蛋白的氨基酸差異很大。以SADS-CoV感染單核細(xì)胞THP-1為模型，驗(yàn)證了靶向Hsp90抑制SADS-CoV引起的細(xì)胞焦亡。
此外，課題組近日還在《Journal of Medical Virology》（JMV，IF=20.69）發(fā)表題為“The origin and evolution of emerged swine acute diarrhea syndrome coronavirus with zoonotic potential”的文章（Yu et al., J Med Virol. 2023;95:e28672）（論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jmv.28672），通過綜合分析系統(tǒng)發(fā)育、病毒-宿主共進(jìn)化、重組、密碼子以及病毒S蛋白序列與結(jié)構(gòu)比對(duì)，探索和細(xì)化SADS-CoV的進(jìn)化歷程。研究結(jié)果提供了一個(gè)關(guān)于SADS-CoV起源與進(jìn)化的新視角，對(duì)未來可能出現(xiàn)的潛在SADS-CoV人畜共患病以及相關(guān)的公共衛(wèi)生健康問題或有所借鑒。
上述研究成果聯(lián)合了浙江大學(xué)、軍事獸醫(yī)研究所等單位完成。我校獸醫(yī)學(xué)院及嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)廣東省實(shí)驗(yàn)室黃耀偉教授為以上論文的主要通訊、通訊或共同通訊作者，浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院徐平龍教授為JBC論文的共同通訊作者，嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)廣東省實(shí)驗(yàn)室青年研究員王斌博士為JMV文章的主要通訊作者。研究工作得到嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)廣東省實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃、國(guó)自然-廣東省區(qū)域創(chuàng)新聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金的資助。
文圖/獸醫(yī)學(xué)院
