我國學者利用甲肝病毒揭示外泌體內容物裝載新模式

　　1月22日，中國科學院上海巴斯德研究所龍鋼課題組在國際期刊J.Extracellular Vesicles 在線發表了一篇關于病毒外泌體包裝的研究論文“Hepatitis A virus structural protein pX interacts with ALIX and promotes the secretion of virions and foreign proteins through exosome-like vesicles”。

圖1：pX連接eGFP使重組蛋白通過外泌體樣胞外囊泡分泌。

　　鑒于外泌體在組織細胞間信息傳遞的重要生理病理作用和臨床應用前景，外泌體內容物的選擇性轉載和功能性轉運逐漸成為胞外囊泡領域的研究熱點。病毒結構和組成與外泌體類似，是外泌體包裝及轉運研究的天然素材。甲肝病毒（HAV）被傳統定義為無囊膜的病毒粒子。然而，新近研究發現HAV在病毒血液中主要以有膜病毒形式存在，即囊膜包裹甲肝病毒顆粒（eHAV）。eHAV的形成途徑可能與細胞外泌體樣囊泡發生機制緊密相關。外泌體樣囊泡主要通過內體分選復合物（ESCRT）細胞因子網絡產生，在多泡體(MVB)中形成腔內小泡（ILV），經MVB與質膜融合而釋放。對HAV衣殼向外泌體樣囊泡的包裝機制的準確認知可能揭示一種新型外泌體裝載模式。然而，HAV病毒衣殼是否通過外泌體途徑完成eHAV發生，病毒衣殼如何與ESCRT復合物亞細胞網絡相互作用并形成eHAV的過程仍然不清楚。

　　2019年，龍鋼課題組報道了syntenin調控丙型肝炎病毒膜蛋白E2外泌體分泌，進而鈍化E2特異性抗體中和病毒感染的能力（Deng et al., 2019, J. Hepatology）。本次研究則是利用甲型肝炎病毒揭示了一種外泌體內容物裝載的新模式。

　　在本項工作中，根據eHAV和裸露HAV衣殼在結構和組成上的差異，研究人員首先通過在肝癌細胞中外源性地表達HAV的結構蛋白pX，發現病毒蛋白pX可以通過與ALIX相互作用進入ILV中，最終以外泌體樣顆粒的形式釋放到細胞外。進一步的研究表明pX的C端40個氨基酸的肽段負責與ALIX的相互作用并介導病毒顆粒轉載入外泌體樣顆粒中。在病毒的基因組上刪除C端的40個氨基酸能選擇性阻止eHAV的釋放，但對裸露HAV的釋放基本無影響。值得注意的是，直接將外源蛋白GFP與pX的C端融合并表達就足以引導GFP進入外泌體并釋放到胞外，表明了pX同時具備裝載大型蛋白RNA復合物和小型目的蛋白進入外泌體的能力。這項研究為蛋白復合物加載到外泌體樣細胞外囊泡并確保功能性轉運提供了一條新途徑。

圖2：外泌體樣胞外囊泡顆粒的粒徑和eGFP-pX裝載分析。

　　博士研究生蔣望和助理研究員馬鵬娟為該論文的第一作者，研究員龍鋼為通訊作者。俄亥俄州立大學教授Zongdi Feng和北卡大學教授Stanley Lemon提供了幫助。該研究得到中科院先導專項、科技部重大專項和自然科學基金委項目等的支持。

圖3：刪除pX C末端選擇性地導致囊膜包裹病毒顆粒eHAV產生阻斷。