黃飛虎 余姣 萬謨彬

干擾素(IFNs)作為一種可抑制流感病毒復制的物質于1957年首次被發(fā)現[1]，其介導的反應是機體抗病毒感染的第一道天然免疫防線。干擾素具有抗病毒、抗菌及免疫調節(jié)等多重功能。目前臨床上干擾素主要用于治療病毒性肝炎及惡性腫瘤和多發(fā)性硬化癥等自身免疫病[2]。病毒入侵宿主細胞時產生IFN觸發(fā)數百種的IFN刺激基因(ISGs)快速轉錄，直接或間接具有抗病毒作用和控制IFN[3]。 IFN刺激基因C19orf66(也稱IRAV，UPF0515，RyDEN)是ISGs家族的一個年輕成員，于2011年由Schoggins及其同事通過篩查方法發(fā)現并鑒定為一種新型ISG[4]。C19orf66基因編碼一個291個氨基酸的蛋白質，計算分子量為33.1 kDa，該蛋白質與任何已知的蛋白質家族沒有同源性，也沒有預測的酶促活性[5-6]。它最早被描述為是登革熱病毒(DENV)、寨卡病毒(ZIKV)、卡波西氏肉瘤相關皰疹病毒(KSHV)和人類免疫缺陷病毒(HIV)的有效限制因子[6-9]。之后，C19orf66也被發(fā)現可由丙型肝炎病毒(HCV)誘導并顯示抗病毒作用，在過去30年HCV的相關研究提供了對IFN反應的分子機制以及逃避宿主防御力和持續(xù)生存的復雜病毒策略的重要見解[10]，然而有關C19orf66的抗病毒分子機制一直不明確。近年來，隨著基因編輯、二代測序等新研究手段、方法的應用，C19orf66這一作用廣泛的ISG機制得以重新認識。

一、C19orf66的抗HCV機制

最近，Volker Kinast及其同事[5]證實C19orf66是干擾素誘導的HCV復制抑制劑。該研究顯示HCV感染后，人類原代肝細胞和慢性丙型肝炎(CHC)以及pegIFN-α/利巴韋林療法可誘導CHC患者C19orf66表達， C19orf66的表達可限制HCV的感染，而CRIPSPR / Cas9介導的C19orf66敲除減弱了IFN介導的HCV復制的抑制作用。HCV感染的標志是病毒復制細胞器(膜狀網，MW)的形成，MW是病毒RNA復制的推測位點[11-12]，對亞基因組HCV復制子和表達系統(tǒng)的研究表明，C19orf66表達削弱了HCV誘導的磷脂酰肌醇-4-磷酸[PI(4)P]升高，干擾了功能齊全的MW形成，從而靶向限制病毒RNA復制。此外，免疫共沉淀后再進行質譜分析，確定了C19orf66通過鋅指基序(zinc-fifinger motif)與應激顆粒相關的核蛋白RO60、RBPMS和CELF1相互作用，形成含有胞質核糖核酸C19orf66的顆粒，而顆粒破壞部分地減少病毒復制。

二、C19orf66的抗Zika機制

I型IFN通過數百個ISG的協(xié)同表達發(fā)揮其免疫調節(jié)和保護作用，最終使細胞分化為抗病毒狀態(tài)，包括ZIKV[13]，而ZIKV NS3蛋白酶結構域對于病毒多蛋白切割和通過切割銜接蛋白STING減少I型IFN的產生很重要[14]。 中山大學的吳云團隊[7]的一項C19orf66抑制ZIKV的研究，C19orf66可以通過ZIKV感染和IFN-I治療誘導，C19orf66的過表達可以抑制宿主細胞中的ZIKV復制，相反，耗盡C19orf66的細胞表現出病毒復制的增加。C19orf66的表達上調可以結合異位和內源表達的ZIKV NS3蛋白，通過介導溶酶體依賴性途徑促進NS3降解而限制ZIKV復制。

三、C19orf66的抗KSHV機制

皰疹病毒的一個顯著特征是通過使用病毒編碼的核酸內切酶誘導宿主細胞廣泛的mRNA降解，其中包括KSHV的SOX[15]，這個過程稱為“宿主關閉”，它使病毒能夠迅速限制宿主細胞基因表達，從而抑制免疫反應并獲得宿主資源進行病毒復制[16]。最近Rodriguez等[8]發(fā)現，某些特定的轉錄本可以有效逃脫SOX誘導的衰變，并在受保護的mRNA中鑒定出了轉錄本C19orf66，證明它限制了KSHV感染。C19orf66存在于mRNA的3'UTR中，可以充當用于募集保護性蛋白質復合物的支架而保持mRNA結構，防止其被SOX裂解而抑制KSHV早期基因的表達。這種保護性RNA元件被稱為SRE(SOX抵抗元件)，是繼白細胞介素6(IL-6)和生長停滯DNA損傷可誘導蛋白Β(GADD45B)之后迄今為止人類發(fā)現的第三個SRE，最近研究也表明SRE對多種病毒核酸內切酶也有效。

四、C19orf66的抗DENV機制

C19orf66可以干擾素依賴性方式被DENV誘導，據報道，PABPC和LARP在SOX誘導的廣泛RNA衰變后重新定位，并與宿主關閉期間發(fā)生的轉錄反饋環(huán)相關聯(lián)[17]，特別是PABPC被證明在關閉宿主后觸發(fā)細胞核轉錄抑制中起關鍵作用，這一過程有利于病毒基因表達，C19orf66通過結合病毒RNA調節(jié)劑PABPC1和LARP1來干擾DENV的翻譯，從而導致感染細胞中病毒復制的抑制[6]。同時，Balinsky等[18]最新的研究發(fā)現，C19orf66是一種RNA結合蛋白，位于未感染細胞的胞質加工體(P體)中，DENV感染后，C19orf66與MOV10和Xrn1一起定位于DENV復制復合體并與DENV蛋白結合，在這里與MOV10 RISC復合RNA解旋酶相互作用影響病毒RNA的加工來限制DENV。IRAV或MOV10的耗竭會導致病毒RNA的增加。

五、C19orf66的抗HIV-1機制

根據既往的研究我們知道，HIV-1通過編程-1核糖體框架轉移(-1PRF)從編碼Gag的mRNA表達Gag-Pol蛋白，嚴格保持Gag與Gag Pol的比率以有效進行病毒復制[19]。王新路團隊的最新研究顯示，C19orf66為-1PRF抑制劑的廣譜[9]：在-1PRF的過程中，核糖體的構象重排和亞基間旋轉為C19orf66創(chuàng)造了新的結合位置，使其同時與翻譯的核糖體和刺激性RNA結合，使核糖體停止轉動而陷于非生產性狀態(tài)，降低Gag-Pol表達和Gag-Pol與Gag的比例，從而抑制HIV-1復制。

此外，近年來隨著C19orf66越來越受人們關注，C19orf66也已被證實可由流感病毒、心肌炎病毒(EMCV)、基孔肯雅病毒、1型單純皰疹病毒和人腺病毒等誘導并表現出抗病毒活性，很有可能還尚未發(fā)現其與其他病原體有關的作用方面[6，18]。

進化使IFN反應成為根除入侵病原體的強大先天防御機制，而ISGs就像一個工具箱，可以使用這個工具箱里的不同武器來對抗不同的病原體。C19orf66就是其中一種作用廣泛的ISG, 對臨床相關病毒表現出多能和機制多樣的的抗病毒活性。因此，C19orf66是創(chuàng)建一個ISG示范工具箱的理想目標，進一步研究、闡明此細胞工具箱的作用機制以及某些病毒(例如HCV)的逃避策略，可以為我們進一步了解它們的弱點和如何對抗它們提供重要線索，同時也為理解和應對未來可能出現的新病毒性疾病提供幫助。