γ疱疹病毒包括KSHV 、EBV 等病毒，临床上与卡波西氏肉瘤、原发渗出性淋巴瘤以及鼻咽癌等多种恶性肿瘤的发生密切相关。γ疱疹病毒生命周期具有两相性，即潜伏感染期和裂解复制期。在潜伏感染期，病毒基因组以附加体（episome）形式存在，仅表达少量病毒基因，以逃逸机体免疫监视。当机体处于缺氧、微生物共感染、免疫力低下等病理生理条件时，病毒可以被再激活进入裂解复制期，表达大量病毒基因并组装释放具有感染性的子代病毒。
γ疱疹病毒生命周期的两相性是病毒无法被机体清除、宿主终生携带病毒并致病的根本原因。全面理解γ疱疹病毒生命周期的调控机制，有助于我们找寻防控病毒感染的有效方案，但疱疹病毒生命周期转换的调控机制极其复杂，很多问题尚待解决。之前领域内研究多聚焦于病毒蛋白如RTA 、LANA 以及宿主表观遗传修饰因子等因素在KSHV生命周期调控中的作用，而关于宿主天然免疫在此过程中的作用知之甚少。既往研究表明，干扰素作为天然免疫抗病毒的重要细胞因子，可以高效抑制KSHV裂解复制，干扰素缺失导致更多潜伏感染的病毒再激活进入裂解复制，表明干扰素在调控KSHV裂解复制和潜伏感染中具有重要作用，但其发挥作用的详细分子机制尚不清楚。
2023年3月15日，中国科学院生物物理研究所邓红雨团队于PNAS在线发表题为“RNF213 modulates γ-herpesvirus infection and reactivation via targeting the viral Replication and Tranion Activator” 的研究工作。该研究首次揭示了干扰素诱导基因RNF213 作为E3 泛素连接酶促进KSHV“分子开关”蛋白RTA的泛素化修饰和降解、从而抑制病毒感染和裂解再激活的分子机制。
为了鉴定干扰素调控KSHV 裂解复制和潜伏感染的效应因子，研究人员首先构建了干扰素诱导基因（Interferon-stimulated genes, ISGs） 表达文库，并以研究KSHV 、EBV 的模式病毒MHV-68 为筛选对象，鉴定了多个可抑制MHV-68 复制的ISGs，其中RNF213 具有显著抑制功能。对MHV-68 感染复制各个关键步骤的检测发现，RNF213 显著抑制病毒早期基因转录和基因组复制，而病毒蛋白RTA 是启动这些下游步骤的“分子开关”。进一步的实验证实：RNF213 通过下调RTA蛋白的表达水平，抑制RTA 对早期基因的转录激活以及病毒基因组的复制。更为重要的是，我们发现RNF213可以同样下调KSHV编码的RTA 蛋白的表达并抑制其转录激活功能，提示RNF213 具有调控KSHV潜伏感染和裂解复制的潜在功能。后续功能实验也证实，RNF213 显著抑制了KSHV从头感染（ de novoinfection ）和裂解再激活（lyticreactivation）过程。
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那么，RNF213 如何下调RTA 蛋白表达水平的呢？研究人员首先明确了RNF213 通过蛋白酶体途径而非溶酶体途径降解RTA 蛋白，并且RNF213 与RTA 之间存在直接互作。随后的分子生化实验证明，RNF213 作为E3 泛素连接酶以泛素K48 连接方式促进RTA 的多聚泛素化修饰，进而通过蛋白酶体降解RTA 蛋白（图1）。
图1 RNF213抑制γ疱疹病毒复制的分子机制
综上所述，该工作首次鉴定了干扰素诱导基因RNF213 抑制γ疱疹病毒复制的功能，揭示了RNF213 与病毒“分子开关”蛋白RTA 互作并介导RTA 泛素化修饰和降解的分子机制。该工作将有助于我们理解天然免疫尤其是干扰素如何调控γ疱疹病毒潜伏感染和裂解复制，为有效防控病毒感染提供了新思路。
中国科学院生物物理研究所副研究员田华彬为本文第一作者，邓红雨研究员为本文通讯作者。生物物理研究所高光侠团队、张立国团队和邓红雨团队共同构建了ISG表达文库。该研究获得了国家自然科学基金委、北京市自然科学基金委及中国科学院等项目的资助。
本期编辑：小黄
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