《Journal of Biological Chemistry》:Protein tyrosine kinase Src suppresses hepatitis C virus particle release through regulation of Ndrg1
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本研究聚焦于宿主酪氨酸激酶在丙型肝炎病毒(HCV)生命周期中的调控作用。研究人员通过抑制剂筛选和基因编辑技术,首次揭示Src激酶通过Stat3-Hif1α信号通路下调脂代谢调节因子Ndrg1的表达,从而抑制HCV病毒颗粒的释放。该发现不仅阐明了宿主因子调控病毒溢出的新机制,更为临床TKI药物治疗HCV合并症患者提供了重要理论依据。
在全球范围内,丙型肝炎病毒(HCV)感染仍是重大公共卫生问题,尽管直接抗病毒药物(DAA)的应用取得了显著成效,但耐药毒株的出现和病毒清除后肝病持续进展的风险依然存在。尤其值得关注的是,随着酪氨酸激酶抑制剂(TKI)在肿瘤治疗中的广泛应用,明确TKI与HCV的相互作用对临床决策至关重要。此前研究表明,Abl激酶可促进HCV病毒颗粒组装,但Src家族激酶(SFKs)在HCV生命周期中的具体功能,特别是在病毒释放阶段的作用,尚不明确。
为系统揭示酪氨酸激酶在HCV感染中的作用,日本福井大学医学科学基因组科学与微生物学系的Leihua Fu、Kenji Takeuchi、Kazuyasu Chihara、Weiying Feng和Kiyonao Sada研究团队在《Journal of Biological Chemistry》上发表了最新研究成果。研究人员通过综合运用抑制剂筛选、CRISPR/Cas9基因编辑、转录组学分析及功能验证实验,首次阐明Src激酶通过Stat3-Hif1α-Ndrg1轴负向调控HCV病毒颗粒释放的分子机制。
研究采用的关键技术方法包括:基于细胞培养衍生HCV(HCVcc)感染模型的酪氨酸激酶抑制剂(TKI)筛选;CRISPR/Cas9技术构建Src、Abl、Stat3基因敲除(KO)的Huh-7.5细胞系;微阵列转录组分析筛选差异表达基因;siRNA介导的基因沉默和质粒过表达功能验证;免疫共沉淀分析蛋白相互作用;TCID50法检测病毒滴度;RT-qPCR定量病毒RNA。
功能性酪氨酸激酶抑制剂筛选揭示其对胞内外HCV滴度的差异影响
通过筛选临床常用TKI发现,双重Abl/Src激酶抑制剂Bosutinib显著降低细胞外HCV滴度和RNA拷贝数,而两种Syk激酶抑制剂则呈现相反效应。进一步实验证实这些抑制剂不影响病毒进入、复制及蛋白合成,提示其作用靶点位于病毒生命周期的后期阶段。
Src激酶作为HCV颗粒释放的负向调节因子
利用CRISPR/Cas9技术构建两个独立的Src-KO细胞系,发现Src缺失使细胞外病毒滴度提升1.8-3.7倍,病毒RNA拷贝数增加1.9-3.4倍,而细胞内病毒水平无显著变化。这表明Src特异性抑制病毒颗粒释放,而非影响病毒复制或组装。
Ndrg1负向调控HCV颗粒释放
转录组分析显示Bosutinib显著下调脂代谢相关基因Ndrg1表达。功能实验证实,沉默Ndrg1可促进病毒释放而不影响细胞内病毒产量,与Src-KO表型一致。Ndrg1作为Src下游效应子,其表达受HCV感染下调。
Src激酶通过下调Ndrg1调控HCV颗粒释放
机制研究表明,Src缺失通过转录水平抑制Ndrg1表达,且该调控不依赖于Abl激酶。在Src-KO细胞中过表达Ndrg1可逆转病毒释放增强表型,证实Src-Ndrg1通路在调控病毒溢出中的因果关系。
Src激酶通过Stat3-Hif1α信号通路调控Ndrg1转录
深入机制探索发现,Src缺失导致Stat3酪氨酸705位点(Tyr705)磷酸化水平降低60%-70%,破坏Stat3与Hif1α的相互作用。在Stat3-KO细胞中,Ndrg1表达显著下调,且CoCl2诱导的Ndrg1上调效应被消除,证实Stat3-Hif1α复合物是Ndrg1转录调控的关键媒介。
本研究首次揭示Src激酶通过Stat3-Hif1α-Ndrg1轴抑制HCV病毒颗粒释放的新机制。该发现不仅深化了对宿主因子调控病毒生命周期晚期阶段的理解,更为临床TKI药物治疗HCV感染相关疾病提供了重要警示:靶向Src的TKI可能通过解除对Ndrg1的抑制而意外增强病毒传播风险。此外,Stat3-Hif1α-Ndrg1通路作为调控病毒释放的关键节点,为开发广谱抗病毒策略提供了新靶点。研究成果凸显了宿主激酶网络与病毒相互作用的高度复杂性,对优化合并HCV感染的肿瘤患者治疗策略具有重要指导意义。