内质网(endoplasmic reticulum, ER)作为细胞内最大的膜性细胞器,承担着蛋白质折叠、脂质合成和钙离子稳态调控等多项核心功能。脂滴(lipid droplets, LDs)则是细胞储存中性脂质的关键场所,为能量代谢、膜脂供应及蛋白质隔离提供基础保障,其生成也起源于内质网。近年来,ER-LD 接触位点(ER-LD contact sites)被认为是协调这两个细胞器功能的关键界面,它们通过特定的锚定蛋白复合体实现物质交换,并为多种生物过程提供空间平台,包括脂质生成、脂滴生物发生以及细胞应激反应等。随着对细胞器接触研究的深入,ER-LD 接触已成为细胞代谢、组织稳态乃至疾病发生的重要调控节点。
越来越多的研究表明,病毒在感染宿主细胞时常利用这些动态的细胞器接触界面来完成其生命周期。尤其是依赖脂质代谢和膜重塑的病毒,其复制、装配与释放过程与ER和LD密切相关。例如,黄病毒科病毒感染会诱导脂滴生成并改变ER膜结构,以提供复制膜结构或装配平台。然而,病毒究竟如何在分子层面调控 ER-LD 互作,这些互作又如何反馈影响病毒生命周期,目前仍缺乏明确的机制性理解。
近日,中国科学院上海药物研究所酒亚明研究团队在
Journal of Cell Biology发表了题为
NRZ complex facilitates virus infection via enhancing ER-LDs contacts的研究论文,揭示了ER-LD的tethering蛋白NRZ复合体(包括ZW10、RINT1、NAG)如何通过调控 ER-LD 接触促进病毒感染的分子机制。
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研究人员首先系统解析了丙型肝炎病毒(HCV)如何重塑宿主脂滴与内质网的结构与功能联系。首先,HCV感染显著增加细胞中脂滴数量、促进大量新生小脂滴生成,并诱导脂滴在细胞核周聚集。与此同时,ER聚集在核周,表现为增强的ER-LD共定位与显著缩短的接触位点距离,提示HCV感染增强了两个细胞器的相互作用。
为了寻找调控这一现象的分子机制,研究人员聚焦于Rab18-NRZ-SNARE这一已知的ER-LD tethering分子轴。遗传干扰实验显示,在病毒感染条件下,NRZ复合体(ZW10、RINT1、NAG)以及Rab18对于维持病毒感染诱导的脂滴数量、脂滴成熟状态以及ER-LDs紧密接触至关重要;而SNARE复合体缺失并不产生类似表型。电镜观察进一步确认,缺失NRZ组分会导致感染细胞中ER-LDs接触面积显著减少、间距增大。
功能上,NRZ缺失会显著降低HCV感染率、病毒RNA水平以及传染性子代颗粒的释放,表明NRZ复合体在HCV感染中发挥关键作用。机制研究揭示,HCV包膜蛋白E1可以特异性结合ZW10及RINT1,并增强NRZ复合体的组装。E1单独过表达即可诱导脂滴生成的增加以及ER-LDs接触增强等表型,说明E1是介导宿主膜接触重塑的关键病毒因子。
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进一步的实验结果显示,这一调控方式并非HCV特有。登革热病毒(DENV)和寨卡病毒(ZIKV)同样依赖NRZ复合体实现高效感染;在NRZ缺失细胞中,这两类病毒的感染率均显著下降,并且在病毒感染条件下NRZ组分之间的相互作用也明显增强。
综上,该研究揭示NRZ复合体是多种依赖脂滴的黄病毒普遍利用的细胞器接触调控因子,可作为潜在的广谱抗病毒靶点。值得注意的是,这一机制强调了病毒通过调控细胞器间相互作用(而非单一细胞器功能)来重塑宿主细胞环境,提示跨细胞器交流(organelle crosstalk)在病毒感染中的重要性,有待在未来研究中进一步深入探索。
中国科学院上海药物所李志芳、邢一帆、黄心怡、梅杰和广州国家实验室田步云、付心月为论文第一作者。酒亚明、徐涛、李总红、薛艳红、曹晓宝为论文通讯作者。广州国家实验室丁彬彬为论文通讯作者。
https://rupress.org/jcb/article-abstract/225/3/e202506149/281462/NRZ-complex-facilitates-virus-infection-via?redirectedFrom=fulltext
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