埃博拉病毒（Ebola virus，EBOV）可引起嚴重的出血熱和最高達90%的感染死亡率。病毒粒子表面的糖基化膜蛋白（Glycoprotein，GP）是啟動病毒感染的唯一蛋白，同時也是決定病毒毒力的主要因素。感染細胞中過量表達的GP 蛋白可通過誘導細胞變圓、脫落，以及下調(diào)細胞表面相關分子的方式增強病毒毒力，而病毒為了能夠提高其對感染細胞的適應性，會在復制過程中抑制GP 的表達，但病毒自身、或病毒通過宿主細胞調(diào)控GP 蛋白的表達的機理目前尚未被完全闡明。在基因水平，先前的研究表明EBOV 在復制過程中，可通過對GP 轉錄本RNA 的編輯的方式減少GP 蛋白的表達量。近期發(fā)表于《Autophagy》的研究論文“Protein disulfide isomerases (PDⅠs) negatively regulate ebolavirus structural glycoprotein expression in the endoplasmic reticulum (ER) via the autophagy-lysosomal pathway”進一步在蛋白水平闡釋了細胞抑制GP 表達的詳細機制。

該研究首先通過親和純化-質譜（AP-MS）和免疫共沉淀技術確定了細胞內(nèi)質網(wǎng)中的蛋白質二硫鍵異構酶（PDⅠ）家族成員Erp57 與Zaire 型EBOV GP 蛋白相互結合，且發(fā)現(xiàn)Erp57 可呈劑量依賴性的方式負向調(diào)控GP蛋白的表達以及病毒粒子的組裝和復制。

為了探究Erp57 抑制GP 蛋白表達的機制，研究人員圍繞Erp57 的生物學功能進行了系列研究，結果表明GP 蛋白的降解與其Erp57 催化形成的空間構象密切相關。進一步研究發(fā)現(xiàn)，GP 蛋白通過細胞轉錄因子ATF4 激活細胞內(nèi)質網(wǎng)應激，后者進一步激活細胞內(nèi)質網(wǎng)相關蛋白降解途徑（ERAD）而誘發(fā)細胞對其降解，在此過程中3 個Ⅰ型α 甘露糖苷酶家族成員MAN1B1，EDEM1 和EDEM2 介 導 了GP 蛋 白 的 降解。深入研究發(fā)現(xiàn)，細胞溶酶體是降解GP 蛋白的主要細胞器。在自噬功能受損細胞中，Erp57 無法繼續(xù)降解GP 蛋白。機制上，Erp57 可以顯著增強GP 蛋白的泛素化修飾，并增強GP 蛋白向細胞溶酶體的轉運，從而通過細胞自噬途徑將其降解。

除EBOV 之外，絲狀病毒科還包括Marburgvirus（MARV），與EBOV GP 不同，MARV GP 不會引起感染細胞的變圓和脫落，其轉錄本也沒有RNA 編輯。有意思的是，Erp57 可以顯著增強（而不是抑制）MARV GP 蛋白的表達，研究還發(fā)現(xiàn)其他型EBOV（Sudan 型、Bundibugyo 型、Ta? Forest 型 和Reston型）的GP 蛋白也可被Erp57 所降解，而其他常見病毒的囊膜糖蛋白，包括流感病毒HA 蛋白、SARS-CoV S 蛋白、水泡口炎病毒G 蛋白和艾滋病病毒Env 蛋白，發(fā)現(xiàn)Erp57 不能降解這些病毒囊膜糖蛋白的表達?？梢奅rp57 對EBOV GP 蛋白表達的負向調(diào)控具有高度特異性。

深入研究發(fā)現(xiàn)在多器官來源的上皮細胞和巨噬細胞中，Erp57 都穩(wěn)定地表現(xiàn)出對EBOV GP 抑制作用，且與Erp57 同家族的其他蛋白分子，包括PDⅠA1/PDⅠ、PDⅠA2/PDⅠP、PDⅠA4/ERp70、PDⅠA5/PDⅠR 和PDⅠA7/PDⅠLT，都表現(xiàn)出與Erp57 類似的表型，這證明了PDⅠ家族對EBOV GP表達調(diào)控的廣譜性。

該研究首次證實了基因水平之外的EBOV GP 蛋白表達的調(diào)控現(xiàn)象，這為感染過程中EBOV 增強其細胞適性提供了新的佐證。重要的是，本研究通過揭示PDⅠ家族分子降解GP 蛋白的詳細分子機制，指明了利用PDⅠ分子靶向EBOV GP 而開發(fā)新型抗病毒藥物的理論方向。