新型冠狀病毒SARS-CoV-2疫情對全球經(jīng)濟(jì)社會造成了深遠(yuǎn)影響。盡管疫苗和抗病毒藥物的研發(fā)已取得重要進(jìn)展，但病毒與宿主之間的相互作用持續(xù)推動其進(jìn)化與變異，使得疫情的防控仍然面臨挑戰(zhàn)，潛在威脅持續(xù)存在。宿主限制因子（Host restriction factors）作為宿主抵御病原體感染的關(guān)鍵組成部分，廣泛參與調(diào)控病毒感染的多個階段及致病過程，然而其在冠狀病毒感染中的具體作用機(jī)制和功能尚未被充分闡明，待進(jìn)一步發(fā)掘和研究。

近日，上海市重大傳染病和生物安全研究院兼聘PI、復(fù)旦大學(xué)分子病毒學(xué)教育部/衛(wèi)健委/醫(yī)科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張榮等團(tuán)隊(duì)合作在微生物學(xué)期刊《mBio》上發(fā)表題為“DAZAP2 functions as a pan-coronavirus restriction factor by inhibiting viral entry and genomic replication”的研究論文。該研究通過全基因組CRISPR敲除篩選，發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了DAZAP2（Deleted in azoospermia-associated protein 2）可廣泛抑制包括SARS-CoV-2在內(nèi)的多種冠狀病毒感染，進(jìn)一步揭示了DAZAP2可抑制病毒的侵入和復(fù)制過程，并在小鼠模型和人原代呼吸道細(xì)胞中驗(yàn)證了其抗病毒功能。

研究人員首先在A549-ACE2細(xì)胞上構(gòu)建了靶向人類所有編碼基因的CRISPR敲除細(xì)胞文庫，并利用表達(dá)熒光蛋白報告基因的SARS-CoV-2單輪感染病毒樣顆粒（trVLP）作為篩選模型，鑒定出一系列與冠狀病毒感染相關(guān)的候選宿主基因。隨后，通過表達(dá)熒光素酶報告基因的單輪感染病毒顆粒進(jìn)行快速驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)了包括PLSCR1和DAZAP2在內(nèi)的多個基因表現(xiàn)出顯著的抗病毒表型。研究人員進(jìn)一步聚焦于DAZAP2，在多種人源和小鼠細(xì)胞系中驗(yàn)證了其對包括SARS-CoV-2在內(nèi)的多種冠狀病毒感染的抑制作用，具有廣譜性和物種保守性。

圖1. CRISPR篩選鑒定出DAZAP2是冠狀病毒的廣譜限制性因子

進(jìn)一步的機(jī)制研究表明，DAZAP2能夠抑制冠狀病毒Spike蛋白介導(dǎo)的膜融合過程，從而有效減少病毒進(jìn)入細(xì)胞。無論是通過質(zhì)膜融合途徑（Plasma membrane fusion pathway）(亦稱“早期途徑”，Early pathway）還是內(nèi)體途徑（Endosomal pathway）（亦稱“晚期途徑”，Late pathway），DAZAP2均能有效阻斷病毒與宿主膜的融合，阻止病毒基因組釋放至細(xì)胞質(zhì)。研究還發(fā)現(xiàn)，DAZAP2并不影響進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后病毒基因組RNA的起始翻譯過程，而是能夠抑制后續(xù)的復(fù)制階段。為驗(yàn)證這一機(jī)制，研究人員構(gòu)建了SARS-CoV-2的復(fù)制子及相應(yīng)突變體系，用于評估病毒基因組RNA的初始翻譯與復(fù)制效率。

在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，Dazap2基因敲除小鼠感染SARS-CoV-2后肺部病毒載量顯著升高，且伴隨炎癥因子（如IL-6、IL-1β、TNF-α、CXCL10等）表達(dá)上調(diào)，證實(shí)其抗病毒功能。同樣，在人原代鼻腔和支氣管上皮細(xì)胞的氣-液界面（ALI, air-liquid interface）模型中，敲除DAZAP2可顯著增強(qiáng)病毒復(fù)制和子代病毒產(chǎn)生。

綜上，該研究鑒定發(fā)現(xiàn)了DAZAP2是一種廣譜的冠狀病毒限制性宿主因子，綜合運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)手段、模型與研究工具，證實(shí)其通過間接調(diào)控機(jī)制抑制了Spike蛋白介導(dǎo)的不同途徑膜融合入胞過程，并阻礙了病毒基因組復(fù)制，從而顯著降低病毒感染效率。該研究深化了我們對病毒與宿主相互作用博弈機(jī)制的理解。

圖2. DAZAP2抑制冠狀病毒感染的分子機(jī)制模式圖

上海市重大傳染病和生物安全研究院博士后馮飛、中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院已畢業(yè)博士生陳建南、上?？萍即髮W(xué)生命與技術(shù)學(xué)院博士生李榮、復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院已畢業(yè)博士生朱云凱為共同第一作者；上海市重大傳染病和生物安全研究院兼聘PI張榮研究員、中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院張萍教授、廣州醫(yī)科大學(xué)趙金存教授和孫靜教授、海南大學(xué)生命健康學(xué)院洪玥教授為本文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人項(xiàng)目、上海市市級科技重大專項(xiàng)“重大突發(fā)傳染病防控關(guān)鍵核心技術(shù)研究”等支持。

原文鏈接：https://journals.asm.org/doi/full/10.1128/mbio.00385-25

本期編輯：可愛晨