Science Bulletin｜徐濤/李總紅/紀偉/薛艷紅團隊揭秘冠狀病毒“組裝工廠”：HGS陽性囊泡區室

冠狀病毒如何利用宿主細胞資源，在感染后期大規模“生產”子代病毒顆粒，是其生命周期中尚未完全闡明的重要環節。傳統觀點認為，冠狀病毒的組裝主要發生在感染早期的 內質網-高爾基體中間區室（ERGIC）和高爾基體膜附近 。然而，在感染后期，當宿主細胞內膜系統發生劇烈重組、傳統細胞器結構難以辨識時，病毒又如何高效地完成組裝？這個“病毒工廠”的真面目一直籠罩在迷霧之中。

近日，廣州實驗室徐濤院士 /李總紅，與中科院生物物理所紀偉、薛艷紅團隊在前期發現宿主蛋白HGS是泛冠狀病毒組裝關鍵因子的基礎上，進一步在 Science Bulletin 雜志上發表了題為

HGS+ enlarged vesicular compartments serve as the sites for coronavirus assembly at later infection stage

此前，徐濤/李總紅團隊已通過全基因組篩選發現 宿主蛋白HGS是泛冠狀病毒組裝的關鍵因子 ，并基于其與病毒M蛋白的互作開發了潛在廣譜抗病毒藥物 RTB （J Clin Invest, 2025）。本項研究則更進一步，深入探究了HGS發揮功能的具體細胞結構與機制。

研究人員首先觀察到，在多種冠狀病毒（包括MHV、SARS-CoV-2、HCoV-229E等）感染的后期，細胞內會出現大量 HGS陽性的增大囊泡 ，且病毒的結構蛋白（如核衣殼蛋白N、刺突蛋白S、膜蛋白M）會募集至這些囊泡中，提示它們可能是潛在的病毒組裝位點。

為直接驗證這一猜想，研究團隊運用了多種前沿成像技術。 為了獲得動態證據，研究人員進行了 超分辨活細胞成像 ，直觀捕捉到病毒結構蛋白M和N被實時招募到HGS形成的囊泡上的過程。 通過 APEX2標記電鏡 與 免疫電鏡 ，他們直觀地在HGS陽性囊泡的腔內觀察到了 組裝完成的病毒顆粒 。更令人信服的證據來自 冷凍相關光鏡-電鏡聯用技術 ，該技術實現了在接近天然狀態下對細胞結構的觀測。 三維斷層成像清晰地顯示 ，在HGS形成的囊泡內，不僅存在大量病毒顆粒，甚至能清晰看到 正在組裝過程中的病毒前體 以及結構化的核 糖核蛋白復合物，直接證實了這些囊泡是活躍的病毒“組裝工廠”。

為了從全景視角揭示病毒感染后期細胞的整體變化，研究團隊采用了 聚焦離子束-掃描電鏡 對整個感染細胞進行三維重構。分析發現，在野生型細胞中，存在兩種特征性的病毒組裝結構： 纏結型囊泡區室與分離型囊泡區室 。而在HGS敲除的細胞中，這兩種結構幾乎完全消失，僅能在核周區域觀察到極少量病毒顆粒，且其數量與體積均顯著降低。這證明 HGS對于形成專門的病毒組裝區室不可或缺 。

進一步機制研究表明，冠狀病毒感染可誘導HGS與 高爾基體及內體/溶酶體系統的蛋白 發生互作與共定位，驅動形成一個 新型的混合細胞器 。這解釋了病毒如何“劫持”并重塑宿主內膜系統，以創建利于自身大規模組裝的微環境。

基于以上發現，研究者提出一個整合模型：在感染早期，冠狀病毒利用ERGIC/高爾基體進行初步組裝；隨著感染進程，病毒通過 HGS募集病毒結構蛋白（尤其是M蛋白）至其誘導形成的特異性增大囊泡中 ，以此作為后期高效組裝的核心平臺；組裝完成的病毒顆粒最終可能借助 溶酶體分泌途徑 釋放至細胞外。

該研究系統闡明了冠狀病毒在感染后期完成高效組裝的細胞結構基礎與關鍵宿主因子， 也將HGS從一個關鍵的宿主因子提升為 新型病毒誘導細胞器的組織核心 。 這一發現深化了對冠狀病毒完整生命周期的理解，也為未來開發以HGS或該特定組裝區室為靶點的、具有獨特作用機制的廣譜抗冠狀病毒策略提供了重要的理論依據。

廣州實驗室龍徐兵博士、田步云博士和博士生陳榕榕為本文的共同第一作者。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S209592732600157X

制版人：十一

BioArt

Med

Plants

人才招聘

學術合作組織

（*排名不分先后）

轉載須知

【非原創文章】本文著作權歸文章作者所有，歡迎個人轉發分享，未經作者的允許禁止轉載，作者擁有所有法定權利，違者必究。