我国学者利用甲肝病毒揭示外泌体内容物装载新模式

　　1月22日，中国科学院上海巴斯德研究所龙钢课题组在国际期刊J.Extracellular Vesicles 在线发表了一篇关于病毒外泌体包装的研究论文“Hepatitis A virus structural protein pX interacts with ALIX and promotes the secretion of virions and foreign proteins through exosome-like vesicles”。

图1：pX连接eGFP使重组蛋白通过外泌体样胞外囊泡分泌。

　　鉴于外泌体在组织细胞间信息传递的重要生理病理作用和临床应用前景，外泌体内容物的选择性转载和功能性转运逐渐成为胞外囊泡领域的研究热点。病毒结构和组成与外泌体类似，是外泌体包装及转运研究的天然素材。甲肝病毒（HAV）被传统定义为无囊膜的病毒粒子。然而，新近研究发现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颗粒（eHAV）。eHAV的形成途径可能与细胞外泌体样囊泡发生机制紧密相关。外泌体样囊泡主要通过内体分选复合物（ESCRT）细胞因子网络产生，在多泡体(MVB)中形成腔内小泡（ILV），经MVB与质膜融合而释放。对HAV衣壳向外泌体样囊泡的包装机制的准确认知可能揭示一种新型外泌体装载模式。然而，HAV病毒衣壳是否通过外泌体途径完成eHAV发生，病毒衣壳如何与ESCRT复合物亚细胞网络相互作用并形成eHAV的过程仍然不清楚。

　　2019年，龙钢课题组报道了syntenin调控丙型肝炎病毒膜蛋白E2外泌体分泌，进而钝化E2特异性抗体中和病毒感染的能力（Deng et al., 2019, J. Hepatology）。本次研究则是利用甲型肝炎病毒揭示了一种外泌体内容物装载的新模式。

　　在本项工作中，根据eHAV和裸露HAV衣壳在结构和组成上的差异，研究人员首先通过在肝癌细胞中外源性地表达HAV的结构蛋白pX，发现病毒蛋白pX可以通过与ALIX相互作用进入ILV中，最终以外泌体样颗粒的形式释放到细胞外。进一步的研究表明pX的C端40个氨基酸的肽段负责与ALIX的相互作用并介导病毒颗粒转载入外泌体样颗粒中。在病毒的基因组上删除C端的40个氨基酸能选择性阻止eHAV的释放，但对裸露HAV的释放基本无影响。值得注意的是，直接将外源蛋白GFP与pX的C端融合并表达就足以引导GFP进入外泌体并释放到胞外，表明了pX同时具备装载大型蛋白RNA复合物和小型目的蛋白进入外泌体的能力。这项研究为蛋白复合物加载到外泌体样细胞外囊泡并确保功能性转运提供了一条新途径。

图2：外泌体样胞外囊泡颗粒的粒径和eGFP-pX装载分析。

　　博士研究生蒋望和助理研究员马鹏娟为该论文的第一作者，研究员龙钢为通讯作者。俄亥俄州立大学教授Zongdi Feng和北卡大学教授Stanley Lemon提供了帮助。该研究得到中科院先导专项、科技部重大专项和自然科学基金委项目等的支持。

图3：删除pX C末端选择性地导致囊膜包裹病毒颗粒eHAV产生阻断。