mBio | 張榮等團隊發現宿主蛋白DAZAP2廣譜性限制冠狀病毒入胞和復制

新型冠狀病毒SARS-CoV-2疫情對全球經濟社會造成了深遠影響。盡管疫苗和抗病毒藥物的研發已取得重要進展，但病毒與宿主之間的相互作用持續推動其進化與變異，使得疫情的防控仍然面臨挑戰，潛在威脅持續存在。宿主限制因子（Host restriction factors）作為宿主抵御病原體感染的關鍵組成部分，廣泛參與調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制和功能尚未被充分闡明，待進一步發掘和研究。

近日，上海市重大傳染病和生物安全研究院兼聘PI、復旦大學分子病毒學教育部/衛健委/醫科院重點實驗室張榮等團隊合作在微生物學期刊《mBio》上發表題為“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，發現并證實了DAZAP2（Deleted in azoospermia-associated protein 2）可廣泛抑制包括SARS-CoV-2在內的多種冠狀病毒感染，進一步揭示了DAZAP2可抑制病毒的侵入和復制過程，并在小鼠模型和人原代呼吸道細胞中驗證了其抗病毒功能。

研究人員首先在A549-ACE2細胞上構建了靶向人類所有編碼基因的CRISPR敲除細胞文庫，并利用表達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的候選宿主基因。隨后，通過表達熒光素酶報告基因的單輪感染病毒顆粒進行快速驗證，發現了包括PLSCR1和DAZAP2在內的多個基因表現出顯著的抗病毒表型。研究人員進一步聚焦于DAZAP2，在多種人源和小鼠細胞系中驗證了其對包括SARS-CoV-2在內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

進一步的機制研究表明，DAZAP2能夠抑制冠狀病毒Spike蛋白介導的膜融合過程，從而有效減少病毒進入細胞。無論是通過質膜融合途徑（Plasma membrane fusion pathway）(亦稱“早期途徑”，Early pathway）還是內體途徑（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胞質。研究還發現，DAZAP2并不影響進入細胞質后病毒基因組RNA的起始翻譯過程，而是能夠抑制后續的復制階段。為驗證這一機制，研究人員構建了SARS-CoV-2的復制子及相應突變體系，用于評估病毒基因組RNA的初始翻譯與復制效率。

在體內實驗中，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）表達上調，證實其抗病毒功能。同樣，在人原代鼻腔和支氣管上皮細胞的氣-液界面（ALI, air-liquid interface）模型中，敲除DAZAP2可顯著增強病毒復制和子代病毒產生。

綜上，該研究鑒定發現了DAZAP2是一種廣譜的冠狀病毒限制性宿主因子，綜合運用多種實驗手段、模型與研究工具，證實其通過間接調控機制抑制了Spike蛋白介導的不同途徑膜融合入胞過程，并阻礙了病毒基因組復制，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制的理解。

圖2. DAZAP2抑制冠狀病毒感染的分子機制模式圖

上海市重大傳染病和生物安全研究院博士后馮飛、中山大學中山醫學院已畢業博士生陳建南、上海科技大學生命與技術學院博士生李榮、復旦大學基礎醫學院已畢業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、中山大學中山醫學院張萍教授、廣州醫科大學趙金存教授和孫靜教授、海南大學生命健康學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基金、國家重點研發計劃、上海市優秀學術帶頭人項目、上海市市級科技重大專項“重大突發傳染病防控關鍵核心技術研究”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