目前研究显示，病毒的释放与囊泡的形成过程有着千丝万缕的联系，已有研究证明病毒会利用囊泡的发生过程进行释放，但是病毒劫持和利用外泌体形成和释放过程的相关研究报道还很少，相关机制还有待进一步阐释。1月22日，中国科学院上海巴斯德研究所龙钢课题组在国际期刊J.Extracellular Vesicles在线发表了一篇关于病毒外泌体包装的研究论文 “Hepatitis A virus structural protein pX interacts with ALIX and promotes the secretion of virions and foreign proteins through exosome-like vesicles” 。详细的介绍了甲型肝炎病毒通过pX蛋白与ALIX相互作用，劫持外泌体形成过程，促进自身释放的现象和机制。同时，这一研究也为调控蛋白负载到外泌体中提供了新的思路。
甲型肝炎病毒（HAV）是一种可以经粪口传播的小核糖核酸病毒（picornavirus），通常会导致急性肝炎甚至死亡。膜隐蔽的“准包膜” HAV（eHAV）的最新发现重新激发了研究人员对HAV传播方式的研究兴趣，目前有观点认为非包膜病毒并不总是裸露传播的。宿主来源的膜可以帮助HAV避免患者血清中的抗体中和，而无包膜的HAV病毒体则对热和酸失活具有高度抵抗力。主要有三种大结构蛋白负责衣壳装配：VP0，VP3和VP1pX。这些结构蛋白中最大的VP1pX被细胞蛋白酶裂解，以从含有HAV的颗粒中去除pX。 pX被错误地称为“ 2A”，在其他小核糖核酸病毒中是一种非结构蛋白，起病毒蛋白酶或自催化肽的作用。 pX的唯一已知功能是通过其N末端12个氨基酸（aa）来实现的，它是有效的结构蛋白加工和感染性病毒体生产所必需的。有趣的是，有几条证据表明pX可能与eHAV病毒体的生物发生有关。例如，仅在eHAV颗粒中发现了pX结构蛋白，而eHAV颗粒的pX部分作为VP1的延伸部分位于病毒衣壳表面。然而，pX在eHAV形成中的作用尚待探索。
许多包膜RNA病毒的释放与运输所需的内体分选复合物（ESCRT）复合物紧密相关。 ESCRT复合物是多种生物学事件所必需的，例如多囊泡体（MVB）的生物发生，胞质分裂和逆转录病毒萌芽等。逆转录病毒Gag蛋白的晚期结构域会募集ESCRT复杂成分TSG101和ALIX，从而实现质膜上发芽释放。此外，最近的研究发现，非包膜RNA病毒也可以获取细胞膜进行非溶解释放。脊髓灰质炎病毒科的脊髓灰质炎病毒和肠道病毒似乎是通过自噬体衍生的含有LC3-II的囊泡排出感染的宿主。戊型肝炎病毒科的戊型肝炎病毒似乎利用TSG101依赖性途径进行非溶解性释放。 HAV是Picornaviridae家族的独特成员，在“现代”小核糖核酸病毒和更“原始”的前体昆虫病毒之间占据一席之地。与上述病毒不同，HAV可以劫持ALIX相关外泌体样途径，以释放其膜隐蔽的eHAV形式。梯度密度离心表明，eHAV的密度约为1.05-1.10 g / cm3，与外泌体的密度相似，而非包膜的HAV的密度约为1.27 g / cm3。蛋白质组学分析显示，富含eHAV颗粒的级分含有外泌体标记CD9，CD81和CD63 。外泌体通常定义为MVB与质膜融合后分泌的晚期内体隔室的腔内囊泡。此外，HAV与ALIX可以共免疫沉淀，特别是在去污剂处理后。 ESCRT系统与病毒结构蛋白内的常规后期结构域之间的相互作用对于病毒体的包封非常重要。但是，由于空间位阻，在HAV衣壳蛋白内的YPXnL传统晚期结构域无法相互作用，这表明存在与ESCRT复合体相互作用的新型分选信号。
在本项工作中，根据eHAV和裸露HAV衣壳在结构和组成上的差异，研究人员首先通过在肝癌细胞中外源性的表达HAV的结构蛋白pX，发现病毒蛋白pX可以通过与ALIX相互作用进入ILV中，最终以外泌体样颗粒的形式释放到细胞外。进一步的研究表明pX的C端40个氨基酸的肽段负责与ALIX的相互作用并介导病毒颗粒转载入外泌体样颗粒中。在病毒的基因组上删除C端的40个氨基酸能选择性阻止eHAV的释放，但对裸露HAV的释放基本无影响。值得注意的是，直接将外源蛋白GFP与pX的C端融合并表达就足以引导GFP进入外泌体并释放到胞外，表明了pX同时具备装载大型蛋白RNA复合物和小型目的蛋白进入外泌体的能力。这项研究为蛋白复合物加载到外泌体样细胞外囊泡并确保功能性转运提供了一条新途径。
博士研究生蒋望和助理研究员马鹏娟为该论文的第一作者，龙钢研究员为本文通讯作者。同时，该论文的完成受到了俄亥俄州立大学Zongdi Feng教授和北卡大学Stanley Lemon教授的帮助。该研究得到了中科院先导，科技部重大专项和自然科学基金委等项目的支持。
参考文献：Hepatitis A virus structural protein pX interacts with ALIX and promotes the secretion of virions and foreign proteins through exosome-like vesicles
链接：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/20013078.2020.1716513
