【前沿&進展】Cell Reports | 浙大-華南農大團隊揭示HEV ORF3蛋白相分離驅動脂滴形成

HEV是一種單鏈正義RNA病毒，為人畜共患病原體，可引起急性或慢性肝炎，尤其對孕婦和免疫低下人群危害嚴重。HEV基因組包含3個開放閱讀框（ORF1-3），其中編碼蛋白pORF1負責病毒RNA復制，pORF2構成病毒衣殼，而pORF3對病毒體內感染必需、具有介導準囊膜HEV（eHEV）的組裝與釋放、拮抗宿主天然免疫、調控細胞代謝等多種功能。液-液相分離（LLPS）是生物大分子通過自發相分離形成無膜細胞器（Membraneless Organelles, MLOs）的物理過程，其核心驅動因素包括分子間多價相互作用及細胞微環境調控。近年來多項研究發現病毒利用LLPS實現生命周期的多個關鍵步驟，包括入侵、復制、組裝及免疫逃逸。脂滴（LDs）是動態細胞器，儲存甘油三酯（TAG）和膽固醇酯（CE）等中性脂質，參與能量代謝和膜合成，也已報道與新冠病毒、丙肝病毒、登革病毒等多種病毒的生命周期密切相關。

然而，HEV感染周期與肝脂代謝及脂滴生成的相互作用還未受到關注。近日，浙江大學與華南農業大學有關研究團隊合作，在Cell Reports 上發表題為pORF3-Driven Biogenesis of Lipid Droplets Facilitates HEV Infectivity的研究工作，該研究從肝臟脂代謝和脂滴生物學以及細胞液-液相分離是否參與HEV生命周期，病毒蛋白pORF3如何實現其多種HEV病-宿互作功能等核心科學問題為出發點，最終發現一條獨特的“pORF3-LLPS-LD”軸，串聯詮釋了以上的部分未知空白，為理解HEV生命周期及病宿互作全景提供全新的視角。

研究發現在細胞模型和沙鼠動物模型中， HEV感染誘導顯著的肝細胞脂滴生成，包括脂滴數量和大小顯著增加，且脂滴水平與病毒滴度呈正相關。臨床表型上，高脂飲食組沙鼠肝臟HEV RNA拷貝數和糞便病毒載量較普通飲食組增加1.5-2倍，且肝臟脂滴消耗增加。敲除ORF3后， HEV突變株無法誘導脂滴生成，病毒滴度顯著降低，表明pORF3是脂滴生成的關鍵驅動因子。機制上，pORF3通過其56-76位氨基酸的內在無序區域（IDR）發生LLPS，形成具有流動性的凝聚物，與脂滴表面結合并誘導“pORF3核心-脂質外殼”的獨特結構，從而調控脂滴生物發生。pORF3通過LLPS凝聚物與膽固醇合成通路相互作用，顯著上調關鍵合成基因的表達，促進脂滴主要成分TAG和CE合成；另一方面，HEV感染消耗肝細胞脂滴（通過釋放eHEV至胞外），而pORF3持續誘導脂滴生成以維持病毒復制或組裝需求，形成“消耗-再生”循環。

值得注意的是，使用降脂藥物阿托伐他汀抑制膽固醇合成，或者反向遺傳技術敲除病毒ORF3，都可以顯著減少肝細胞脂滴含量，降低HEV RNA拷貝數和病毒釋放，并在體內外有效抑制HEV感染。工作揭示了脂代謝在HEV病宿互作中的重要作用，也表明抑制脂滴生成可能是有效阻斷HEV感染抗病毒干預新策略 (圖)，或為慢性HEV患者提供潛在的治療方案。

本研究重新審視并凸顯pORF3在HEV的體內真實感染周期全過程中的關鍵作用，初步闡明肝細胞脂滴的生物形成受病毒pORF3蛋白引發的LLPS所驅動，這是LLPS與脂滴的生物合成及功能重塑直接關聯的首次報道。工作揭示了脂滴代謝是HEV感染肝臟的關鍵樞紐之一，可能為HEV在感染細胞的“病毒工廠”提供能量、復制場所，以及準囊膜病毒粒子（eHEV）的脂質囊膜來源，因此為病毒如何劫持宿主脂類代謝通路提供了一個新范例。

此前本文通訊作者之一的黃耀偉教授在博士后期間（2007年）報道了豬HEV ORF3缺失突變株喪失對豬的感染能力。“pORF3-LLPS-LD”軸的發現提示pORF3不僅介導之前報道的eHEV的形成與釋放，還由于其具備形成相分離凝聚體的特征，可能扮演著HEV病毒工廠的“組織者”角色。從這一角度或可解釋pORF3為何是一種多功能蛋白：沒有pORF3凝聚體與細胞不同組分（包括LDs）的互作動態地調控宿主微環境，HEV將無法在動物體內產生具有感染性的子代或具備感染能力。因此，本研究工作的另一重要科學意義在于，通過pORF3凝聚體的發現，為詮釋HEV生命周期動態全景提供了新見解，有望以LLPS為框架偶聯起不同的HEV分子病毒學事件。

浙江大學生命科學研究院徐平龍教授、華南農業大學獸醫學院/動物疫病防控全國重點實驗室黃耀偉教授、浙江大學生命科學研究院葉存奇教授、浙江大學醫學院附屬第一醫院梁廷波教授為論文的共同通訊作者。浙江大學實驗動物中心徐令東高級工程師和浙江大學杭州國際科創中心張飛研究員為論文的共同第一作者。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116406