研究揭示RNAi抑制子的抗病毒藥物研發(fā)新策略

　　RNAi是一種在真核生物中高度保守的轉錄后基因沉默機制，同時也是一種高效的抗病毒天然免疫機制。當病毒感染宿主細胞后，病毒RNA復制所產生的dsRNA被RNAi通路關鍵蛋白Dicer識別，并切割成病毒來源的小干擾RNA（vsiRNA），這些vsiRNA進一步組裝入RNA誘導的沉默復合物RISC，介導被感染細胞內病毒RNA的降解。同時，許多病毒通過編碼病毒RNAi抑制子（Viral Suppressor of RNAi, VSR）來拮抗RNAi抗病毒免疫。

　　2017年，中國科學院武漢病毒研究所/病毒學國家重點實驗室周溪團隊的合作研究發(fā)現：腸道病毒EV71的非結構蛋白3A具有RNAi抑制（VSR）活性，能阻止Dicer對病毒dsRNA切割及vsiRNA產生；而缺失了3A-VSR活性的EV71突變病毒能在被感染的哺乳動物細胞與體內產生大量vsiRNA，激發(fā)RNAi抗病毒反應，從而證明RNAi作為一種抗病毒免疫在哺乳動物中依然存在，并揭示了一種人類病毒逃逸RNAi免疫的機制（Immunity 2017）。此外，該團隊還發(fā)現了黃病毒（登革病毒、乙腦病毒、寨卡病毒等）、SARS-CoV-2、甲病毒、風疹病毒、丙肝病毒等多種重要人類病毒編碼的VSR蛋白，并揭示其與宿主RNAi抗病毒通路相互作用的分子機制。

　　在本研究中，該團隊創(chuàng)新性地提出了靶向VSR，從而釋放RNAi抗病毒潛能的藥物研發(fā)概念。他們以腸道病毒EV71為對象，針對其3A蛋白的VSR關鍵功能區(qū)域設計了數種VSR靶向多肽（VSR-targeting peptide，VTP）。這些VTP能與3A蛋白直接結合，通過競爭作用，在EV71感染的細胞中解除3A對RNAi的抑制，誘導大量病毒vsiRNA的產生；這些vsiRNA進而被組裝入RISC，介導被感染細胞內EV71 RNA的降解，高效抑制EV71復制。更重要的是，VTP在小鼠體內也能釋放RNAi抗病毒反應，產生大量vsiRNA，抑制EV71在小鼠全身各器官的復制，逆轉病毒感染導致的小鼠死亡與臨床癥狀。同時，VTP所針對的3A蛋白上的靶點區(qū)域在多種腸道病毒的3A蛋白中高度保守，研究團隊也發(fā)現VTP能抑制多種腸道病毒的復制，具有廣譜抗腸道病毒活性。

　　該研究首次證實了通過VTP特異性靶向VSR，可以在病毒感染的細胞與體內有效釋放RNAi抗病毒免疫，充分證明了RNAi作為哺乳動物抗病毒免疫在生理和功能上的重要性。更重要的是，從抗病毒藥物研發(fā)上來說，該研究基于新的抗病毒機制，發(fā)現VSR是一類全新的藥物靶標，并針對腸道病毒的VSR研發(fā)出機制上first-in-class的候選抗病毒藥物，為其它重要病毒的抗病毒藥物研發(fā)提供了新的思路與策略。此外，針對腸道病毒的VTP具有很低的動物體內毒性與抗原性，較高的熱穩(wěn)定性與蛋白酶穩(wěn)定性，有望進一步開發(fā)為治療手足口等腸道病毒感染疾病的新型藥物。

　　相關論文于2021年9月22日在線發(fā)表在國際學術期刊Immunity（《免疫》），論文題為“Inhibition of viral suppressor of RNAi proteins by designer peptides protects from enteroviral infection in vivo”。武漢病毒所/病毒學國家重點實驗室周溪研究員與復旦大學醫(yī)學分子病毒學教育部/衛(wèi)健委重點實驗室陸路研究員為共同通訊作者，武漢病毒所博士后方媛、青年研究員邱洋，復旦大學劉澤眾博士為該論文的共同第一作者。同時，該項研究已申請PCT，以及中國、美國、日本和澳大利亞等國的發(fā)明專利。

　　相關論文信息：https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(21)00361-7