6月18日,《自然》雜志在線發(fā)表了中山大學(xué)腫瘤防治中心教授曾木圣/鐘茜團隊的最新研究成果。他們突破傳統(tǒng)認知,首次發(fā)現(xiàn)R9AP分子在B淋巴細胞與上皮細胞中均表達,并證實其為EB病毒(EBV)感染的通用受體,有望為EBV相關(guān)疾病的研究與防治帶來新曙光。
《自然》審稿人評價,此研究原創(chuàng)、系統(tǒng)、嚴謹且方法合理。所發(fā)現(xiàn)的R9AP是一種新型EBV受體,對EBV感染B細胞和上皮細胞均至關(guān)重要,是一項杰出發(fā)現(xiàn)。值得一提的是,該發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了此前認為R9AP僅是視覺細胞內(nèi)錨定蛋白的觀點。
“我們首創(chuàng)EBV體外高效上皮細胞感染模型,突破了EBV體外難以高效感染上皮細胞的困境。”論文通訊作者曾木圣向《中國科學(xué)報》表示,其研究解決了EBV領(lǐng)域長期存在的關(guān)鍵科學(xué)難題——是否存在通用受體介導(dǎo)其感染主要宿主細胞,徹底顛覆了“EBV感染B細胞與上皮細胞受體截然不同”的傳統(tǒng)認知。
攻關(guān):EBV感染機制未解之謎
EBV是首個被發(fā)現(xiàn)的人類腫瘤病毒,全球每年約有20萬例新發(fā)EBV相關(guān)腫瘤患者,主要為B淋巴細胞及上皮細胞起源的腫瘤。然而,EBV感染普通培養(yǎng)條件下的鼻咽上皮細胞效率極低,導(dǎo)致長期以來EBV通過何種受體感染上皮細胞仍處于研究空白。
EBV屬于γ-皰疹病毒,與多種疾病密切相關(guān),涵蓋傳染性單核細胞增多癥、多發(fā)性硬化癥、自身免疫性疾?。ㄈ珙愶L濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡)以及多種腫瘤(如鼻咽癌、EBV相關(guān)性胃癌、NK/T淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤及伯基特淋巴瘤)。EBV主要感染B淋巴細胞和上皮細胞,盡管科學(xué)家早已發(fā)現(xiàn)EBV感染B細胞的關(guān)鍵受體CD21(CR2)和HLA II,但EBV感染上皮細胞的機制一直是未解之謎。
此前,曾木圣團隊通過首創(chuàng)的EBV體外高效上皮細胞感染模型,已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多個EBV感染上皮細胞的關(guān)鍵受體(如介導(dǎo)黏附的NMHC-IIA、介導(dǎo)內(nèi)化的NRP1及觸發(fā)膜融合的EphA2)。傳統(tǒng)觀點認為,EBV利用截然不同的受體感染這兩類細胞,但gH/gL和gB糖蛋白是EBV感染所有宿主細胞所必需的,且針對gH/gL的中和抗體能同時阻斷EBV感染B細胞和上皮細胞,這提示可能存在一種通用型關(guān)鍵受體,只是長期以來未被發(fā)現(xiàn)。
最新研究中,曾木圣團隊利用早期建立的EBV高效感染的鼻咽上皮細胞模型進行干擾文庫篩選,發(fā)現(xiàn)敲低R9AP可顯著抑制EBV感染鼻咽上皮細胞。隨后,團隊在多種上皮細胞及B淋巴細胞來源細胞系中對該結(jié)果進行了驗證,發(fā)現(xiàn)R9AP在這兩種宿主細胞中均能介導(dǎo)EBV感染。
為了深入探究R9AP在EBV感染過程中的作用機制,團隊開展了大量研究。他們發(fā)現(xiàn),R9AP作為EBV受體,其N-端與EBV糖蛋白gH/gL相互作用,在EBV感染B淋巴細胞與上皮細胞過程中均起關(guān)鍵作用。此外,團隊開發(fā)了針對R9AP的特異性單克隆抗體及R9AP衍生短肽,二者均能顯著抑制EBV感染上皮細胞及B淋巴細胞,并且R9AP衍生短肽抑制EBV感染的結(jié)果在人源化小鼠體內(nèi)也得到了驗證。
破局:十余年終獲關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)
這項研究的成功并非一蹴而就,而是歷經(jīng)了10余年的艱苦探索。曾木圣指出,研究過程中最大的困難是開發(fā)可阻斷EBV感染的R9AP特異性單克隆抗體。研究團隊耗時近3年,嘗試了多種策略,用各種抗原(如肽和全長蛋白質(zhì))免疫小鼠、兔和羊駝模型。在篩選了5000多個克隆后,終于成功篩選出一支強效的可阻斷EBV感染的R9AP單克隆抗體。
除了技術(shù)上的挑戰(zhàn),團隊還面臨著突破固有認識的巨大壓力。論文第一作者、中山大學(xué)腫瘤防治中心病理科副主任醫(yī)師李燕表示,既往研究認為,R9AP蛋白幾乎只表達于視覺細胞,且發(fā)揮功能的結(jié)構(gòu)域定位在細胞漿。然而,團隊在早期得到的初步結(jié)果顯示,這個蛋白可以表達在B淋巴細胞和上皮細胞這兩種EBV感染的主要宿主細胞,其發(fā)揮功能的結(jié)構(gòu)域可以定位在細胞膜外。
“這是我們的實驗結(jié)果有誤,還是新發(fā)現(xiàn)呢?”李燕表示,面對這一疑問,團隊沒有否定自己的實驗結(jié)果,而是通過設(shè)計多種實驗從多方面去證實這些發(fā)現(xiàn)。最終,研究證明,R9AP根據(jù)其行使功能不同,在細胞膜具有不同定位。在視覺細胞,其N-端定位在細胞漿內(nèi),發(fā)揮錨定蛋白的功能;作為EBV受體,其N-端可定位在細胞膜外,與EBV糖蛋白gH/gL相互作用。
該研究利用干擾文庫篩選,發(fā)現(xiàn)敲低R9AP顯著抑制EBV感染鼻咽上皮細胞后,初步在B淋巴細胞與EBV易感上皮細胞中均檢測到R9AP蛋白的表達。隨后,進一步在B淋巴細胞與上皮細胞中敲除該基因,發(fā)現(xiàn)均能顯著抑制EBV感染,而過表達該基因則明顯促進EBV感染。這些結(jié)果初步證實了R9AP在介導(dǎo)EBV感染B淋巴細胞與上皮細胞過程中均發(fā)揮了重要作用。
中國科學(xué)院院士饒子和評價道,該研究結(jié)果證實R9AP為EBV感染B淋巴細胞與上皮細胞的必需因子,首次發(fā)現(xiàn)了介導(dǎo)EBV感染這兩種細胞的通用受體,打破了傳統(tǒng)上兩種細胞受體應(yīng)截然不同的固有認識。這一發(fā)現(xiàn)不僅解決了EBV領(lǐng)域長期存在的關(guān)鍵科學(xué)難題,還拓展了人們對R9AP生物學(xué)作用的理解與認識。
愿景:為EBV防治開辟新路徑
“文章從2020年投稿到最終發(fā)表,歷時5年。期間,團隊積極應(yīng)對審稿人提出的各類意見,始終未放棄。”李燕表示,面對五輪嚴格的審稿和審稿人提出的各種意見,團隊始終保持耐心和韌性,逐條、逐句地仔細閱讀和理解每一位審稿人的意見。
“針對每一條意見,我們都會一起討論,然后提出恰當?shù)幕貜?fù)方案,并根據(jù)團隊成員擅長的研究領(lǐng)域,把任務(wù)分配到個人,分配到任務(wù)的每個人都嚴格按要求執(zhí)行,確保所有新補充的內(nèi)容都經(jīng)過嚴格驗證?!崩钛嗾f。
正是這種嚴謹?shù)膽B(tài)度和不懈的努力,使得該項研究最終得以發(fā)表,并獲得了國際學(xué)術(shù)界的高度認可。
論文共同通訊作者、中山大學(xué)腫瘤防治中心教授鐘茜表示,該研究發(fā)現(xiàn)的R9AP不僅存在于視網(wǎng)膜感光細胞,也表達于外周血/扁桃體B細胞、多種上皮細胞及EBV相關(guān)腫瘤細胞中,并首次揭示R9AP在細胞膜的雙向定位能力。
該研究還揭示了R9AP與gH/gL復(fù)合物的直接相互作用及其在融合中的核心作用,為后續(xù)開發(fā)靶向該通路的高效、廣譜抗EBV藥物和疫苗提供了直接的分子靶標和堅實的病毒學(xué)基礎(chǔ);闡明了R9AP在兩類細胞中分別與已知的關(guān)鍵受體(B細胞中的HLA-II和上皮細胞中的EphA2)協(xié)作,觸發(fā)相似的病毒膜融合過程,從而彌合了兩種細胞受體譜系的差異,揭示了高度統(tǒng)一的EBV感染核心機制,為理解這一核心過程提供了統(tǒng)一的理論框架。
“我們計劃進一步探討R9AP在細胞膜雙向定位的具體機制,并解析R9AP與gH/gL復(fù)合物的結(jié)構(gòu),設(shè)計針對可靶向這一復(fù)合物的疫苗?!痹臼ケ硎荆撘呙缬型麑崿F(xiàn)在人體內(nèi)同時阻斷EBV感染B淋巴細胞與上皮細胞,從而阻止EBV相關(guān)腫瘤的發(fā)生。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09166-w
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