2023年10月27日，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所石磊團(tuán)隊(duì)在Advanced Science《先進(jìn)科學(xué)》期刊上在線發(fā)表了題為“Flavivirus Concentrates Host ER in Main Replication Compartments to Facilitate Replication”（黃病毒屬將宿主細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)聚集于主要復(fù)制區(qū)室促進(jìn)病毒復(fù)制）的研究論文，利用活細(xì)胞超分辨熒光成像技術(shù)闡明了寨卡病毒重塑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的動(dòng)態(tài)過程。
寨卡病毒屬于黃病毒屬（Flavivirus）。黃病毒屬是一類具有囊膜的單股正鏈RNA病毒，主要通過蟲媒傳播，其家族成員包括寨卡病毒、登革病毒、黃熱病毒、西尼羅病毒、日本腦炎病毒等，是全球公共衛(wèi)生的重大威脅之一。黃病毒屬的復(fù)制發(fā)生在宿主細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，黃病毒屬感染細(xì)胞后誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)重塑，產(chǎn)生膜包裹的病毒復(fù)制區(qū)室,其典型結(jié)構(gòu)為卷曲膜和內(nèi)陷小泡。黃病毒屬復(fù)制復(fù)合物在病毒復(fù)制區(qū)室內(nèi)組裝并完成病毒復(fù)制。因此，黃病毒屬復(fù)制區(qū)室是病毒復(fù)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。盡管黃病毒屬復(fù)制區(qū)室的超微結(jié)構(gòu)已經(jīng)通過透射電鏡得到解析，但黃病毒屬重塑宿主細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并建立病毒復(fù)制區(qū)室的動(dòng)態(tài)過程仍不明確。
本研究發(fā)現(xiàn)寨卡病毒感染宿主細(xì)胞后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了顯著改變，原本連續(xù)而密集的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變得稀疏，并且內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出現(xiàn)簇樣聚集（ER clusters），這些ER簇樣結(jié)構(gòu)較多富集在核周。這些ER簇樣結(jié)構(gòu)即為寨卡病毒復(fù)制區(qū)室。隨著病毒復(fù)制的進(jìn)行，核周會(huì)形成一個(gè)較大的ER聚集簇，本團(tuán)隊(duì)將其命名為寨卡病毒主要復(fù)制區(qū)室（Main Replication Compartments, MRCs）。通過超分辨活細(xì)胞成像發(fā)現(xiàn)這些ER簇樣結(jié)構(gòu)是高度動(dòng)態(tài)的，它們會(huì)隨時(shí)間不斷長大并且會(huì)相互融合形成更大的ER簇樣結(jié)構(gòu)。隨著時(shí)間推移，這些ER簇樣結(jié)構(gòu)向著胞核運(yùn)動(dòng)，最終匯聚到核周并融合形成病毒的MRCs。病毒的NS蛋白是驅(qū)動(dòng)ER形成簇樣結(jié)構(gòu)并向核周聚集融合的關(guān)鍵因子。并且ER簇樣結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不依賴于微管和微絲。研究還發(fā)現(xiàn)硼替佐米以及脂肪酸合酶（FASN）抑制劑TVB-2640處理寨卡病毒感染細(xì)胞后，MRCs形成受到顯著影響，導(dǎo)致病毒復(fù)制效率降低。
綜上，本研究利用活細(xì)胞超分辨成像技術(shù)對(duì)寨卡病毒重塑宿主細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)建立核周MRCs的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行了觀察，揭示了MRCs的形成機(jī)制，提出了黃病毒屬采用集中復(fù)制實(shí)現(xiàn)高效復(fù)制的模式，進(jìn)一步拓展和加深了對(duì)黃病毒屬在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)復(fù)制機(jī)制的認(rèn)識(shí)。
本研究工作得到中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程（2022-I2M-1-011）、國家自然科學(xué)基金（82272328, 32200551）和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2020YFA0707602）的資助。基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所石磊課題組助理研究員慈雅麗博士、博士生韓凱為該論文的共同第一作者，慈雅麗博士和石磊教授為該論文共同通訊作者。該工作還得到軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院秦成峰研究員的大力幫助和支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202305093
