马传染性贫血病毒拮抗马属动物天然免疫限制因子SAMHD1 的分子机制研究

SAMHD1 因被发现可以限制人免疫缺陷病毒-1型（HIV-1）的复制而引起人们的广泛关注。SAMHD1 是一种脱氧核糖核苷三磷酸（dNTPs）水解酶（dNTPase），通过水解细胞内的dNTPs，将其维持在病毒反转录所需的浓度以下，从而限制逆转录病毒的复制。在巨噬细胞中，SAMHD1 这一生物学功能使得HIV-1 不能在其中有效复制。与HIV-1 不同，HIV-2 和一些猴免疫缺陷病毒（SIV）编码的Vpx蛋白可招募宿主的E3 泛素连接酶CRL4DCAF1，特异性泛素化SAMHD1，使之通过蛋白酶体途径降解进而拮抗SAMHD1 的限制作用。马传染性贫血病毒（EIAV）与HIV-1 同属于逆转录病毒科慢病毒属，EIAV 主要感染马巨噬细胞并可在其中活跃复制。EIAV 并不编码与具有降解人SAMHD1 功能的Vpx同源的蛋白，EIAV 是如何在SAMHD1 存在的巨噬细胞中建立感染的机制此前尚不清楚。

近期，《Autophagy》在线发表了“Equine lentivirus counteracts SAMHD1 restriction by Rev-mediated degradation of SAMHD1 via the BECN1-dependent lysosomal pathway”的研究论文。该研究显示，马SAMHD1（EfSAMHD1）可以限制EIAV 的复制，但其抗病毒活性可以被EIAV 编码的附属蛋白Rev 所拮抗，EIAV Rev 通过依赖于Beclin1（BECN1）和PIK3C3，但不依赖于经典自噬的溶酶体途径降解EfSAMHD1 来拮抗SAMHD1 的限制作用。

该研究通过过表达和敲低EfSAMHD1 的表达等试验证实EfSAMHD1 通过抑制EIAV 的反转录阶段来限制病毒的复制，EfSAMHD1 的dNTPase 活性对其抗病毒功能是必需的。而EIAV 感染可以下调Ef-SAMHD1 的蛋白表达；进一步筛选发现，EIAV 编码的附属蛋白Rev 具有下调EfSAMHD1 表达的功能，EIAV Rev 可与EfSAMHD1 相互作用，将Ef-SAMHD1 从细胞核重新定位至细胞浆。利用蛋白降解途径抑制剂处理共表达EfSAMHD1 和Rev 的细胞以及分析EfSAMHD1-Rev 复合物与溶酶体的共定位，确定了Rev 是通过与III 型磷脂酰肌醇3 激酶（Class III PI3K）复合物相关的溶酶体途径降解EfSAMHD1。为进一步探究Rev 降解EfSAMHD1 的分子机制，该研究以Rev 为诱饵蛋白进行了酵母双杂交试验，筛选到BECN1 和Rev 存在相互作用，BECN1 是Class III PI3K 复合物的核心成员。该研究通过敲低BECN1 的表达、免疫共沉淀等试验证实了BECN1 参与了Rev 介导的EfSAMHD1 的降解。BECN1 最主要的功能是可以调控细胞自噬的成核阶段，有趣的是，该研究发现EIAV Rev 并不会诱导细胞自噬流的增加，敲除BECN1和PIK3C3，可以阻断Rev介导的EfSAMHD1 降解，而敲除ATG3、ATG5 和ATG7 却不能阻断Rev介导的EfSAMHD1 的降解。

Rev 是慢病毒属病毒共有的辅助蛋白，其具有保守的介导未完全剪接的病毒RNA 核输出的功能，本研究首次揭示了EIAV Rev 具有对抗宿主天然免疫限制的功能，而尚未发现其它慢病毒属病毒的Rev具有该功能。EIAV Rev 通过劫持宿主蛋白BECN1来拮抗EfSAMHD1，且这种功能与Rev 的核输出活性相关，并依赖于Rev 结构域中的复制非必需区。此外，该研究还发现Rev 降解SAMHD1 具有种属特异性。这是首次报道慢病毒中Rev 具有兼顾RNA 输出和抵抗宿主天然免疫的双重功能，该研究拓展了对病毒-宿主共进化的理解。