综述:宿主RNA结合蛋白与病毒RNA特殊翻译机制:潜在的抗病毒靶点

时间:2025年4月22日
来源:Antiviral Research

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这篇综述深入探讨了宿主RNA结合蛋白(RBPs)在病毒(尤其是RNA病毒)mRNA特殊翻译机制中的关键作用,提出靶向RBPs作为新型抗病毒策略的潜力。文章系统梳理了IRES(内部核糖体进入位点)依赖的翻译机制及ITAFs(IRES反式作用因子)的调控网络,并以登革病毒(DENV)和脊髓灰质炎疫苗为例,论证了靶向宿主因子(如SPP、PTBP1)在克服病毒耐药性方面的优势。

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引言

病毒感染的防控始终是医学界的重大挑战。RNA病毒因其高突变率和缺乏有效疫苗而尤为棘手。传统抗病毒策略聚焦于病毒自身蛋白(如流感病毒M2质子通道抑制剂),但耐药性频发(如2009年H1N1对金刚烷胺的100%耐药)。近年研究转向宿主因子——病毒作为严格胞内寄生体,其复制必须劫持宿主机制,尤其是mRNA翻译环节。

宿主RBPs与病毒生命周期

RNA结合蛋白(RBPs)是RNA代谢的核心调控者,从合成到降解全程参与。病毒通过“特洛伊木马”策略,利用宿主RBPs实现自身mRNA的高效翻译。例如,黄病毒(Flaviviridae)依赖宿主核糖体蛋白RPLP1/RPLP2(非细胞必需蛋白)完成翻译;信号肽肽酶(SPP)被CRISPR筛选证实为多种蚊媒黄病毒的必需宿主因子,其抑制剂可显著抑制登革病毒复制。

病毒翻译的特殊机制

经典真核翻译起始

真核翻译包含起始、延伸、终止和核糖体回收四步。病毒通过“差异化竞争”策略,在起始阶段劫持宿主翻译机器。

IRES依赖的翻译起始

约15%的病毒mRNA采用内部核糖体进入位点(IRES)绕过5′-帽结构,直接招募核糖体。该机制在微小RNA病毒科(Picornaviridae)和黄病毒科(Flaviviridae)中尤为常见。

ITAFs的调控作用

IRES反式作用因子(ITAFs)是病毒翻译的“分子开关”,包括PTBP1、La蛋白等。它们通过三种方式发挥作用:

  1. RNA分子伴侣:重塑IRES二级结构(如脊髓灰质炎病毒IRES域V的构象变化);
  2. 核酸保护盾:防止病毒RNA被核酶降解;
  3. 翻译调节器:增强或抑制IRES活性(如低氧诱导因子HIF-1α调控HIV-1 IRES)。

靶向ITAFs的抗病毒策略

脊髓灰质炎减毒活疫苗(Sabin疫苗)是成功案例——其IRES域V突变导致eIF4G和PTBP1结合能力下降,翻译效率降低从而实现安全减毒。当前研究聚焦于:

  1. 小分子抑制剂:如靶向SPP的化合物;
  2. 基因编辑:敲除冗余宿主因子(如RPLP1/2);
  3. 结构模拟:设计竞争性结合IRES的RNA适体。

展望

宿主RBPs靶向策略兼具广谱性和耐药性低的优势,但需平衡抗病毒效果与细胞毒性(如发育必需因子)。未来方向包括:

  1. 建立病毒-宿主互作图谱;
  2. 开发组织特异性递送系统;
  3. 探索翻译后修饰(如磷酸化)对ITAFs活性的调控。

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