近日，华中农业大学动物科学技术学院、动物医学院李自力教授团队在猪繁殖与呼吸综合征病毒入侵细胞的分子机制研究领域取得重要进展。相关研究成果以“The Neonatal Fc Receptor (FcRn) is Required for Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Uncoating”为题在Journal of Virology期刊上在线发表。
猪繁殖与呼吸综合征（Porcine reproductive and respiratory syndrome，PRRS）是由PRRS病毒（PRRSV）感染引起的以母猪繁殖障碍和所有年龄段猪呼吸困难为特征的高度接触性传染病。该病自1980年代末在北美和欧洲被发现以来，给全球养猪业造成了巨大经济损失。目前尽管已鉴定出多种参与PRRSV感染的受体或宿主因子，但学术界对PRRSV进入细胞的机制仍不十分清楚。已有文献报道血红蛋白清道夫受体CD163是PRRSV感染不可或缺的受体，CD163与PRRSV糖基化外膜蛋白在早期内体互作，CD163被认为参与了病毒脱衣壳过程，但CD163并不与PRRSV核衣壳蛋白互作，并没有研究证实CD163是PRRSV的脱衣壳受体。因此，是否还存在其他受体或宿主因子与PRRSV 核衣壳蛋白互作并介导病毒脱衣壳值得深入探究。
新生儿Fc受体（Neonatal Fc receptor，FcRn）是IgG的转运受体，该团队一直从事FcRn与免疫学相关的研究工作。然而，近年来已有多篇文献报道FcRn是感染人的部分肠道病毒的脱衣壳受体，受此报道的启发，研究人员推测FcRn很有可能是某些动物病毒入侵细胞的受体，并开始尝试探究FcRn对猪的几种病毒增殖是否有影响。
FcRn在PRRSV感染的靶细胞猪肺泡巨噬细胞（PAMs）中高表达，细胞内FcRn主要定位在早期内体等细胞器中。鉴于此，研究人员首先发现敲低FcRn能抑制PRRSV-1和PRRSV-2的增殖；随后发现过表达FcRn能促进PRRSV-2的增殖，以上结果说明FcRn对PRRSV增殖具有正调控作用。
再通过抗体阻断和IgG阻断试验发现FcRn可能是PRRSV-2感染所需的关键宿主因子。随后应用CRISPR/Cas9 敲除和回补FcRn试验证实FcRn是PRRSV-2感染所必需的宿主因子。进一步研究发现FcRn不参与PRRSV-2的吸附和内化，通过间接免疫荧光试验检测PRRSV-2感染细胞24 h后nsp2的表达，证明FcRn参与了PRRSV-2的脱衣壳及基因组释放。通过激光扫描共聚焦显微镜观察到内化30 min后的病毒粒子进入FcRn阳性CD163阳性早期内体。最后通过免疫共沉淀试验证实FcRn与PRRSV-2核衣壳蛋白互作，且在酸性条件下（pH 6.0）的互作更强；同时还发现无论是否存在PRRSV-2感染，FcRn与CD163均不互作。
该研究发现FcRn是PRRSV感染细胞的必需宿主因子，参与病毒的脱衣壳，为阐明PRRSV的早期感染过程奠定了基础，为抗PRRSV的药物研发和分子抗病育种提供了潜在靶标。
图FcRn在PRRSV脱衣壳和基因组释放中作用的示意图模型
华中农业大学博士生杨康为论文第一作者，李自力教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和“十三五”国家重点研发计划项目的资助。感谢中国农业科学院哈尔滨兽医研究所翁长江研究员为本研究提供帮助。
原文链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.01218-24
本文来源：华中农业大学官网
本期编辑：小黄