mBio | 张荣等团队发现宿主蛋白DAZAP2广谱性限制冠状病毒入胞和复制

新型冠状病毒SARS-CoV-2疫情对全球经济社会造成了深远影响。尽管疫苗和抗病毒药物的研发已取得重要进展，但病毒与宿主之间的相互作用持续推动其进化与变异，使得疫情的防控仍然面临挑战，潜在威胁持续存在。宿主限制因子（Host restriction factors）作为宿主抵御病原体感染的关键组成部分，广泛参与调控病毒感染的多个阶段及致病过程，然而其在冠状病毒感染中的具体作用机制和功能尚未被充分阐明，待进一步发掘和研究。

近日，上海市重大传染病和生物安全研究院兼聘PI、复旦大学分子病毒学教育部/卫健委/医科院重点实验室张荣等团队合作在微生物学期刊《mBio》上发表题为“DAZAP2 functions as a pan-coronavirus restriction factor by inhibiting viral entry and genomic replication”的研究论文。该研究通过全基因组CRISPR敲除筛选，发现并证实了DAZAP2（Deleted in azoospermia-associated protein 2）可广泛抑制包括SARS-CoV-2在内的多种冠状病毒感染，进一步揭示了DAZAP2可抑制病毒的侵入和复制过程，并在小鼠模型和人原代呼吸道细胞中验证了其抗病毒功能。

研究人员首先在A549-ACE2细胞上构建了靶向人类所有编码基因的CRISPR敲除细胞文库，并利用表达荧光蛋白报告基因的SARS-CoV-2单轮感染病毒样颗粒（trVLP）作为筛选模型，鉴定出一系列与冠状病毒感染相关的候选宿主基因。随后，通过表达荧光素酶报告基因的单轮感染病毒颗粒进行快速验证，发现了包括PLSCR1和DAZAP2在内的多个基因表现出显著的抗病毒表型。研究人员进一步聚焦于DAZAP2，在多种人源和小鼠细胞系中验证了其对包括SARS-CoV-2在内的多种冠状病毒感染的抑制作用，具有广谱性和物种保守性。

图1. CRISPR筛选鉴定出DAZAP2是冠状病毒的广谱限制性因子

进一步的机制研究表明，DAZAP2能够抑制冠状病毒Spike蛋白介导的膜融合过程，从而有效减少病毒进入细胞。无论是通过质膜融合途径（Plasma membrane fusion pathway）(亦称“早期途径”，Early pathway）还是内体途径（Endosomal pathway）（亦称“晚期途径”，Late pathway），DAZAP2均能有效阻断病毒与宿主膜的融合，阻止病毒基因组释放至细胞质。研究还发现，DAZAP2并不影响进入细胞质后病毒基因组RNA的起始翻译过程，而是能够抑制后续的复制阶段。为验证这一机制，研究人员构建了SARS-CoV-2的复制子及相应突变体系，用于评估病毒基因组RNA的初始翻译与复制效率。

在体内实验中，Dazap2基因敲除小鼠感染SARS-CoV-2后肺部病毒载量显著升高，且伴随炎症因子（如IL-6、IL-1β、TNF-α、CXCL10等）表达上调，证实其抗病毒功能。同样，在人原代鼻腔和支气管上皮细胞的气-液界面（ALI, air-liquid interface）模型中，敲除DAZAP2可显著增强病毒复制和子代病毒产生。

综上，该研究鉴定发现了DAZAP2是一种广谱的冠状病毒限制性宿主因子，综合运用多种实验手段、模型与研究工具，证实其通过间接调控机制抑制了Spike蛋白介导的不同途径膜融合入胞过程，并阻碍了病毒基因组复制，从而显著降低病毒感染效率。该研究深化了我们对病毒与宿主相互作用博弈机制的理解。

图2. DAZAP2抑制冠状病毒感染的分子机制模式图

上海市重大传染病和生物安全研究院博士后冯飞、中山大学中山医学院已毕业博士生陈建南、上海科技大学生命与技术学院博士生李荣、复旦大学基础医学院已毕业博士生朱云凯为共同第一作者；上海市重大传染病和生物安全研究院兼聘PI张荣研究员、中山大学中山医学院张萍教授、广州医科大学赵金存教授和孙静教授、海南大学生命健康学院洪玥教授为本文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、上海市优秀学术带头人项目、上海市市级科技重大专项“重大突发传染病防控关键核心技术研究”等支持。

原文链接：https://journals.asm.org/doi/full/10.1128/mbio.00385-25

本期编辑：可爱晨