科學家找到動物冠狀病毒藥物研發新靶標
近日，華中農業大學教授彭貴青團隊和趙書紅團隊合作，鑒定出冠狀病毒復制所需的關鍵宿主因子TMEM41B并闡明了其分子機制，為動物冠狀病毒的藥物研發和抗病育種提供新的靶標。
冠狀病毒“利用”和“劫持”宿主因子來調節細胞內環境，并在細胞內修建一個病毒復制的“老巢”（雙層囊泡DMVs）來實現高效復制。然而參與冠狀病毒感染的關鍵宿主因子仍尚未完全被闡明。
該研究利用全基因組CRISPR/Cas9敲除文庫技術，以α-冠狀病毒TGEV為篩選模型，通過對篩選過程中存活的細胞進行高通量測序分析，最終鑒定到了一批參與TGEV復制的關鍵宿主因子。這些新發現的宿主因子，不僅豐富了病毒與宿主互作的調控網絡，深化了對冠狀病毒復制周期的理解，而且為宿主靶向抗病毒藥物研發提供了新靶標，以及為農業動物抗病育種提供了理論支撐。
研究發現，TMEM41B作為關鍵宿主因子參與多種冠狀病毒（TGEV，MHV和PDCoV）復制。細胞中敲除TMEM41B后，不僅能抑制病毒內化，而且還可抑制病毒早期復制。透射電子顯微鏡成像分析發現，病毒在TMEM41B敲除細胞中修建復制“老巢”的能力嚴重受損。
特別是利用SARS-CoV-2非結構蛋白誘導的病毒復制細胞器模型發現，TMEM41B敲除細胞中的內質網由于無法產生足夠的形變，使得病毒蛋白難以誘導產生正常的雙層囊泡DMVs。這些研究表明TMEM41B在冠狀病毒復制“老巢”DMVs形成的過程中發揮了至關重要的作用。
進一步通過利用CRISPR/Cas9技術構建的基因敲除小鼠模型，評估了TMEM41B敲除與冠狀病毒感染致病性的相關性，發現該基因雜合敲除小鼠（TMEM41B+/-）可以顯著抑制機體感染冠狀病毒（MHV），并能顯著延緩病毒感染的病程。與野生型小鼠肝臟相比，TMEM41B+/-小鼠肝臟中的病毒滴度顯著降低，表明TMEM41B不僅是冠狀病毒在小鼠體內感染增殖的關鍵基因，而且也是介導病毒感染致病的重要宿主因子。
該研究利用全基因組CRISPR/Cas9敲除技術，篩選并重點鑒定到參與冠狀病毒復制的關鍵宿主因子TMEM41B，系統研究了該基因在冠狀病毒復制中的分子機制。動物個體水平實驗首次揭示TMEM41B參與介導冠狀病毒感染發病進程，提示TMEM41B將會是一種非常具有應用前景的廣譜抗冠狀病毒治療靶點與抗病育種新靶標。
該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃項目等項目資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1010113
