JCI|廣州實(shí)驗(yàn)室徐濤團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)靶向宿主蛋白HGS藥物， 調(diào)控冠狀病毒活性

自2019年底爆發(fā)以來(lái)，新冠（COVID-19）疫情對(duì)全球公共衛(wèi)生構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。盡管疫苗接種和藥物研發(fā)在疫情防控中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，但病毒變異導(dǎo)致的突破性感染仍時(shí)有發(fā)生，這提示我們需要更深入地理解病毒的生命周期及其對(duì)宿主因子的利用，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)新的靶向藥物。目前，冠狀病毒研究及相關(guān)藥物靶點(diǎn)主要集中于病毒入侵與復(fù)制環(huán)節(jié)，而針對(duì)病毒組裝與釋放過(guò)程的系統(tǒng)研究仍相對(duì)缺乏；現(xiàn)有抗病毒藥物也大多以病毒蛋白為靶點(diǎn)，如靶向病毒RdRp的瑞德西韋、莫努匹拉韋，靶向病毒主蛋白酶的奈瑪特韋（Paxlovid），以及靶向病毒刺突蛋白的中和抗體等，針對(duì)宿主因素的防治策略尚未得到充分發(fā)掘。

2025年12月16日，廣州實(shí)驗(yàn)室徐濤團(tuán)隊(duì)及其合作者在The Journal of Clinical Investigation發(fā)表題為Targeting the host factor HGS-viral membrane protein interaction in coronavirus infection的研究成果。該研究證實(shí)，宿主蛋白HGS是一個(gè)廣譜調(diào)控冠狀病毒組裝的關(guān)鍵因子，并篩選出靶向HGS的老藥核黃素四丁酸酯（riboflavin tetrabutyrate, RTB），其具有廣泛的抗冠狀病毒活性，為應(yīng)對(duì)未來(lái)未知冠狀病毒的暴發(fā)提供了潛在的藥物儲(chǔ)備。

冠狀病毒的入侵與復(fù)制已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，但其組裝與釋放機(jī)制尚缺乏系統(tǒng)研究。前期研究表明，冠狀病毒通過(guò)溶酶體途徑釋放，并會(huì)引起細(xì)胞膜表面溶酶體標(biāo)志物L(fēng)AMP1的上調(diào)。基于此，研究團(tuán)隊(duì)提出假設(shè)：表面LAMP1可能作為冠狀病毒釋放的可靠指示標(biāo)志。為驗(yàn)證該假設(shè)，研究團(tuán)隊(duì)使用分別偶聯(lián)APC和FITC的抗LAMP1抗體區(qū)分細(xì)胞表面與總LAMP1（以總LAMP1為對(duì)照），發(fā)現(xiàn)在感染鼠肝炎病毒（MHV）后，細(xì)胞表面LAMP1與總LAMP1的比值顯著上升，這與前期結(jié)果一致；而在敲低已知調(diào)控病毒釋放的關(guān)鍵宿主因子Arl8b后，該比值則出現(xiàn)下降。這些結(jié)果提示，表面LAMP1與總LAMP1的比值可作為冠狀病毒釋放的合適指標(biāo)。

隨后，研究團(tuán)隊(duì)利用該細(xì)胞模型及基于流式細(xì)胞術(shù)的檢測(cè)方法，開(kāi)展了全基因組CRISPRi篩選，鑒定出一系列調(diào)控病毒組裝與釋放的宿主因子。其中，宿主蛋白肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子調(diào)節(jié)的酪氨酸激酶底物（Hepatocyte Growth Factor-Regulated Tyrosine Kinase Substrate，HGS）被證明是泛冠狀病毒感染所必需的。通過(guò)在細(xì)胞水平進(jìn)行HGS敲除與回補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)HGS顯著影響包括MHV、SARS-CoV-2、HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63以及WIV1在內(nèi)的多種冠狀病毒的組裝與釋放。此外，在K18-hACE2轉(zhuǎn)基因小鼠肺臟中敲除HGS后，感染SARS-CoV-2的小鼠肺內(nèi)病毒載量與病理?yè)p傷均顯著減輕；在C57小鼠肝臟中敲除HGS后感染MHV，也觀察到類似效果。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過(guò)液氮裂解感染細(xì)胞檢測(cè)病毒顆粒組裝水平、常溫室溫電鏡觀察統(tǒng)計(jì)病毒顆粒數(shù)量以及病毒樣顆粒（VLP）組裝釋放實(shí)驗(yàn)等手段，證實(shí)HGS廣泛影響冠狀病毒的組裝過(guò)程。

接下來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)深入探討了HGS調(diào)控冠狀病毒組裝的分子機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，HGS通過(guò)與冠狀病毒膜蛋白（M蛋白）直接相互作用，促進(jìn)M蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體中間區(qū)室（ERGIC），從而參與病毒顆粒的組裝。HGS缺失會(huì)導(dǎo)致M蛋白滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，進(jìn)而阻斷病毒顆粒的組裝。基于這一互作機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了M蛋白衍生肽段，并對(duì)超過(guò)5000種FDA已批準(zhǔn)的藥物進(jìn)行了高通量篩選，最終鑒定出小分子化合物RTB。實(shí)驗(yàn)表明，該衍生肽與RTB均能結(jié)合HGS，破壞其與M蛋白的相互作用，導(dǎo)致M蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留，從而抑制病毒組裝。這些干預(yù)策略在細(xì)胞、肺類器官以及小鼠體內(nèi)均表現(xiàn)出廣譜的抗冠狀病毒活性。

綜上所述，HGS是一個(gè)具備“成藥性”的宿主靶點(diǎn)，而RTB則是一種具有前景的廣譜抗冠狀病毒候選藥物。

廣州實(shí)驗(yàn)室徐濤院士、李總紅副研究員、商錦賽教授、生物島實(shí)驗(yàn)室胡立橋研究員、中科院生物物理所紀(jì)偉研究員、薛艷紅正高級(jí)工程師、廣州醫(yī)科大學(xué)/廣州實(shí)驗(yàn)室趙金存研究員和廣州海關(guān)技術(shù)中心衛(wèi)生檢疫研究所師永霞主任醫(yī)師為該論文的共同通訊作者，龍徐兵博士、博士生陳榕榕、博士生白嶸、田步云博士和曹宇博士為論文的共同第一作者。廣州實(shí)驗(yàn)室魏雪鵬研究員、劉倩研究員、陳新文研究員、周鵬研究員與上海交通大學(xué)鄭杰研究員為該研究提供了幫助。

文章鏈接：https://www.jci.org/articles/view/200225