武漢病毒研究所王延軼團(tuán)隊(duì)最新PNAS

基孔肯雅病毒（CHIKV）對(duì)全球公共衛(wèi)生構(gòu)成持續(xù)威脅。

2026年3月18日，中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所王延軼獨(dú)立通訊在PNAS在線發(fā)表題為“The SMARCA4–TMEM47 axis plays an essential role in chikungunya virus RNA replication”的研究論文。該研究鑒定出cBAF復(fù)合物的核心ATP酶亞基SMARCA4是CHIKV的宿主因子。SMARCA4作為染色質(zhì)重塑因子，調(diào)控四次跨膜蛋白TMEM47的表達(dá)。

TMEM47的缺失會(huì)損害CHIKV在不同類型細(xì)胞中的復(fù)制，并降低小鼠感染CHIKV后的病毒載量和病理效應(yīng)。TMEM47可與CHIKV RNA及其非結(jié)構(gòu)蛋白nsP1相互作用。異位表達(dá)nsP1可導(dǎo)致TMEM47顯著重新分布至質(zhì)膜，而TMEM47在此處是病毒復(fù)制球狀體成功組裝所必需的。此外，作者發(fā)現(xiàn)SMARCA4抑制劑能夠抑制細(xì)胞內(nèi)的CHIKV復(fù)制。這些結(jié)果表明，SMARCA4–TMEM47軸在CHIKV完整生命周期中發(fā)揮關(guān)鍵作用，有望成為抗CHIKV治療的潛在靶點(diǎn)。

基孔肯雅病毒（CHIKV）是一種主要由埃及伊蚊和白紋伊蚊傳播的甲型病毒，于1952年在坦桑尼亞一次致殘性關(guān)節(jié)炎疾病暴發(fā)期間首次被鑒定。近期，世界衛(wèi)生組織（WHO）警示，全球范圍內(nèi)的CHIKV傳播已顯著增加。CHIKV感染通常表現(xiàn)為急性癥狀，包括發(fā)熱、頭痛和嚴(yán)重的多關(guān)節(jié)痛，其特征性關(guān)節(jié)疼痛在慢性病例中常持續(xù)數(shù)月乃至數(shù)年。作為一種新出現(xiàn)的全球健康威脅，目前尚無(wú)針對(duì)CHIKV感染的特異性抗病毒療法獲批，這凸顯了開發(fā)有效治療手段的迫切性。

CHIKV是一種正義單鏈RNA病毒，病毒顆粒直徑約70納米。其基因組編碼四種非結(jié)構(gòu)蛋白（nsP1、nsP2、nsP3和nsP4）以及五種結(jié)構(gòu)蛋白（C、E3、E2、6K和E1）。病毒基因組按5‘-nsP1-nsP2-nsP3-nsP4-C-E3-E2-6K-E1-3’的順序排列。CHIKV的生命周期包括吸附、內(nèi)化、復(fù)制、組裝和病毒顆粒釋放等多個(gè)階段。首先，CHIKV通過(guò)其特異性細(xì)胞受體結(jié)合至細(xì)胞質(zhì)膜，隨后經(jīng)由網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞。繼而在酸性環(huán)境因素作用下，病毒E1蛋白的融合肽插入內(nèi)吞體膜，導(dǎo)致病毒包膜與內(nèi)吞體膜融合，從而將病毒基因組RNA（gRNA）釋放至細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞質(zhì)中的gRNA被翻譯為非結(jié)構(gòu)多蛋白nsP1-nsP4，這些多蛋白主要經(jīng)蛋白酶nsP2依次進(jìn)行蛋白水解切割，產(chǎn)生四種非結(jié)構(gòu)蛋白（nsP1、nsP2、nsP3和nsP4）。這些新合成的蛋白募集宿主因子，重塑細(xì)胞質(zhì)膜，形成直徑50至70納米的球狀結(jié)構(gòu)，為病毒RNA復(fù)制提供了一個(gè)受保護(hù)的微環(huán)境。

病毒的正義單鏈RNA（[+] ssRNA）gRNA位于復(fù)制球狀結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)通過(guò)其頸部由nsP1十二聚體環(huán)形成的通道與細(xì)胞質(zhì)相連，該通道也構(gòu)成結(jié)構(gòu)襯里，而nsP2和nsP3則位于細(xì)胞質(zhì)側(cè)。在球狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部，nsP4 RNA聚合酶以病毒基因組（+）ssRNA為模板合成全長(zhǎng)（?）ssRNA。在延伸過(guò)程中，新生的（?）ssRNA與模板短暫堿基配對(duì)，形成復(fù)制性雙鏈RNA（dsRNA）。隨后，新合成的（-）ssRNA既可作為病毒基因組（+）ssRNA復(fù)制的模板，也可用于26S亞基因組RNA的轉(zhuǎn)錄。亞基因組RNA被翻譯為結(jié)構(gòu)多蛋白（C-E3-E2-6K-E1），其中衣殼蛋白C以自蛋白水解的方式在翻譯過(guò)程中被切割。E2和E1則經(jīng)歷翻譯后修飾并被轉(zhuǎn)運(yùn)至質(zhì)膜。結(jié)構(gòu)蛋白成熟后，病毒衣殼與包膜蛋白及（+）ssRNA組裝，成熟的病毒粒子通過(guò)出芽方式釋放。

TMEM47可調(diào)節(jié)由 CHIKV nsP1誘導(dǎo)的細(xì)胞膜重塑過(guò)程（圖片源自PNAS）

位于質(zhì)膜上的復(fù)制球狀結(jié)構(gòu)為CHIKV復(fù)制提供了平臺(tái)。每個(gè)球狀結(jié)構(gòu)在x–z平面上呈現(xiàn)正高斯曲率（凸面），在x–y平面上呈現(xiàn)負(fù)曲率（凹面），整體呈馬鞍形。病毒復(fù)制球狀結(jié)構(gòu)通過(guò)一個(gè)狹窄的頸部（約10納米）維持與細(xì)胞質(zhì)的連通性，該頸部包含一個(gè)選擇性孔道，介導(dǎo)新合成的病毒RNA輸出以及必需宿主因子和代謝物的輸入。球狀結(jié)構(gòu)腔室將病毒dsRNA隔離其中，其尺寸與病毒基因組長(zhǎng)度相關(guān)。CHIKV nsP1在RNA復(fù)制過(guò)程中對(duì)穩(wěn)定此結(jié)構(gòu)起關(guān)鍵作用，而RNA聚合的能量則驅(qū)動(dòng)球狀結(jié)構(gòu)的形態(tài)發(fā)生。盡管已知病毒nsP2、nsP3和nsP4參與球狀結(jié)構(gòu)的形成，但球狀結(jié)構(gòu)組裝與功能所需的完整宿主因子譜仍未明確，這是理解CHIKV生命周期的一個(gè)關(guān)鍵空白。

在本研究中，作者利用基于CRISPR-Cas9的全基因組篩選技術(shù)，鑒定出對(duì)CHIKV感染至關(guān)重要的宿主因子。作者的篩選結(jié)果顯示，SMARCA4是CHIKV生命周期順利完成的關(guān)鍵宿主因子。實(shí)驗(yàn)表明，SMARCA4調(diào)控TMEM47的轉(zhuǎn)錄，而異位表達(dá)TMEM47能夠完全恢復(fù)SMARCA4缺陷細(xì)胞中的CHIKV復(fù)制。作者進(jìn)一步證明，TMEM47通過(guò)與病毒RNA和nsP1相互作用，介導(dǎo)CHIKV誘導(dǎo)的膜重塑，直接促進(jìn)病毒復(fù)制球狀結(jié)構(gòu)的生物發(fā)生。綜上所述，該研究結(jié)果表明，TMEM47是CHIKV復(fù)制球狀結(jié)構(gòu)組裝的關(guān)鍵介導(dǎo)因子，SMARCA4–TMEM47軸可能作為抗CHIKV策略的潛在靶點(diǎn)。

https://doi.org/10.1073/pnas.2529607123