2022年1月10日,清華大學(xué)藥學(xué)院譚旭課題組在《Nature Communications》上在線發(fā)表了題為“Gain-of-function genetic screening identifies the antiviral function of TMEM120A via STING activation”的研究論文,該研究應(yīng)用人類全基因組過表達(dá)系統(tǒng),篩選出了新的寨卡病毒的抑制因子TMEM120A,并進一步發(fā)現(xiàn)其可以促進STING從ER到ERGIC的轉(zhuǎn)運,從而增強抗病毒先天免疫。
研究背景
早在1947年,人類就從寨卡森林的猴子身上發(fā)現(xiàn)并分離出了寨卡病毒(Zika virus)【1】。過去幾十年,由于僅在非洲和東南亞呈零星散在性爆發(fā),且感染者僅表現(xiàn)出發(fā)熱,頭疼等較輕癥狀,并沒有引起的足夠的重視【2】。自2015年巴西的最近一次爆發(fā),越來越多的證據(jù)表明:寨卡病毒感染會導(dǎo)致新生兒小頭畸形等神經(jīng)發(fā)育缺陷性疾病 【3, 4】。但是,由于先前的研究不足,到目前為止仍缺乏能有效地對抗寨卡病毒感染的疫苗和治療策略。
寨卡病毒入侵宿主細(xì)胞的過程中,會劫持和降解特定的宿主蛋白,以促進自身的復(fù)制;同時,宿主細(xì)胞識別病毒的入侵,激活I(lǐng)型干擾素通路等途徑,動員抗病毒蛋白以阻止病毒的入侵。全面了解寨卡病毒與宿主蛋白的相互作用,有助于開發(fā)新型的治療方法。2015年以來,多個研究團隊運用功能喪失型篩選方法,如CRISPR-Cas9,RNAi 【5-7】,篩選出了多種寨卡病毒相關(guān)宿主因子,使我們對寨卡病毒與宿主蛋白的相互作用有了更為清晰的認(rèn)識。但是,如果使用的細(xì)胞系內(nèi)不表達(dá)特定的蛋白,功能喪失型篩選方法就無法篩選出該蛋白,另外,病毒會利用多種宿主蛋白來完成其復(fù)制周期中的同一過程,細(xì)胞也會動員多種宿主因子對抗病毒的復(fù)制周期的同一環(huán)節(jié),因此,功能喪失型篩選無法篩選出所有的病毒相關(guān)因子。
寨卡病毒抑制因子TMEM120A的發(fā)現(xiàn)
考慮到CRISPR-Cas9,RNAi等功能喪失型篩選方法的缺陷,在本研究中,為鑒定新的寨卡病毒宿主因子,作者應(yīng)用全基因組慢病毒過表達(dá)篩選系統(tǒng),在肝癌細(xì)胞系Huh7細(xì)胞中進行了功能獲得型篩選。該慢病毒過表達(dá)系統(tǒng)涵蓋了編碼人類蛋白的超過16000個開放閱讀框(ORF),每個ORF都被一小段特定的隨機序列(條形碼)所編碼。篩選的流程見圖1.a。作者將包含ORF的慢病毒質(zhì)粒轉(zhuǎn)入HEK293T細(xì)胞中包被ORF慢病毒文庫;慢病毒ORF文庫轉(zhuǎn)導(dǎo)Huh7細(xì)胞后,用嘌呤霉素篩選轉(zhuǎn)導(dǎo)成功的細(xì)胞;用寨卡病毒感染轉(zhuǎn)導(dǎo)成功的Huh7細(xì)胞10天,然后,提取存活的Huh7細(xì)胞(