DDX5通过双重机制抑制口蹄疫病毒翻译与基因组复制的分子机制研究

《Journal of Virology》：RNA helicase DDX5 regulates the translation and genomic replication of foot-and-mouth disease virus

本研究揭示了DEAD-box RNA解旋酶DDX5作为新型IRES反式作用因子（ITAF），通过结合口蹄疫病毒（FMDV）IRES的D4结构域阻断80S核糖体组装抑制病毒翻译，同时与病毒RNA依赖性RNA聚合酶（3Dpol）相互作用干扰病毒RNA合成。值得注意的是，病毒前体蛋白3ABCD通过蛋白酶切作用可拮抗DDX5的抑制功能，该发现为理解小核糖核酸病毒与宿主因子互作提供了新视角。

　　

DDX5参与FMDV传播机制

研究发现FMDV感染可显著上调DDX5的mRNA水平，但伴随蛋白水平的降低。通过siRNA敲低和CRISPR-Cas9技术构建DDX5基因敲除（DDX5-KO）细胞系，证实DDX5缺失会显著增强FMDV结构蛋白表达、病毒RNA复制和子代病毒产量，而DDX5过表达则呈现相反效果。功能域分析表明，全长DDX5对其抗病毒功能至关重要。

DDX5负调控FMDV翻译过程

通过构建FMDV亚基因组复制子（rFMDV-EGFP）和双荧光素酶报告系统，发现DDX5特异性抑制FMDV IRES驱动的翻译，而对5'帽依赖性翻译无影响。进一步实验显示DDX5对EMCV（II型IRES）具有类似抑制作用，但对脊髓灰质炎病毒（PV，I型IRES）等无显著影响。

DDX5与病毒RNA的相互作用

RNA-pulldown和RNA免疫共沉淀实验证实DDX5直接结合FMDV基因组的5'UTR、IRES和3'UTR区域，其中IRES的D4结构域为关键结合位点。激光共聚焦显微镜观察发现FMDV感染可诱导DDX5从细胞核向细胞质转位，为其调控病毒复制提供空间基础。

DDX5干扰核糖体组装机制

多糖体谱分析显示DDX5通过与翻译起始因子（eIF4G、eIF4A等）和43S前起始复合体相互作用，阻断60S核糖体亚基的加入，从而抑制80S核糖体形成。在兔网织红细胞裂解物体系中，重组DDX5蛋白可显著降低IRES介导的80S核糖体组装峰值。

DDX5抑制病毒RNA合成途径

采用放线菌酮（CHX）分离翻译与复制过程，结合RNA荧光原位杂交技术，证实DDX5通过结合病毒3'UTR和3D^pol聚合酶抑制病毒RNA合成。通过构建帽驱动型质粒和IRES突变型复制子，证明DDX5对病毒复制的抑制独立于其翻译调控功能。

病毒拮抗DDX5的分子策略

研究发现FMDV前体蛋白3ABCD（而非单独表达的3C^pro）可通过蛋白酶切作用降解DDX5，定点突变实验鉴定Gln-123为关键切割位点。切割产生的DDX5片段均丧失抗病毒功能，揭示病毒通过前体蛋白加工策略逃逸宿主限制的新机制。

动物模型验证DDX5功能

通过腺病毒载体介导的DDX5敲低乳鼠模型，证实DDX5缺失可显著增强动物对FMDV的易感性，加速死亡进程并提高组织病毒载量，从体内水平验证了DDX5的抗病毒功能。

本研究系统阐明了DDX5通过双重分子机制抑制FMDV复制的通路，揭示了病毒利用前体蛋白加工逃逸宿主防御的创新策略，为开发靶向病毒-宿主互作的抗病毒疗法提供了理论依据。