猪流行性腹泻病毒RNA 帽子甲基化对诱导宿主先天免疫应答的影响

猪流行性腹泻（PED）是临床上最常见、最严重的猪肠道病毒性传染病之一，其病原为猪流行性腹泻病毒（PEDV）。PEDV 可感染各年龄阶段猪群，引起剧烈呕吐、水样腹泻及脱水。PEDV 是α 冠状病毒属成员，基因组为单股正链RNA，其变异速度较快，疫苗很难提供完全保护，因此抗PEDV 的药物及新型高效疫苗的研发对PED 的防控至关重要。

冠状病毒基因组和亚基因组RNA 的5´端均具有帽子结构，但RNA 加帽机制及相关功能酶的研究仅在β 冠状病毒属成员中有报道。β 冠状病毒有一套自己的加帽机制，首先，加帽酶将鸟苷酸加到病毒RNA 的5'二磷酸末端（ppN-RNA）生成GpppN-RNA；随后，经病毒编码的G-N-7 甲基转移酶nsp14 的催化，该RNA 被甲基化形成0 型帽子结构m7GppNRNA；最后，在病毒编码的2'-O 甲基转移酶nsp16～nsp10 复合物的催化下，顺次形成1 型和2 型帽子结构。病毒RNA 的5'帽子甲基化对病毒RNA的稳定性、mRNA 高效翻译及病毒免疫逃逸至关重要，也是研发抗病毒药物和弱毒疫苗的重要靶标。β 冠状病毒的5'帽子形成机制在冠状病毒家族中是否保守？5'帽子甲基化在冠状病毒的病毒复制、基因表达及致病机制中发挥什么功能？研究这些科研问题对于冠状病毒致病机制的解析、抗病毒药物及疫苗的研发至关重要。

近期，《Journal of Virology》发表了“Porcine epidemic diarrhea virus deficient in RNA capguanine-N-7 methylation is attenuated and induces highertype I and III interferon responses”的文章，该研究以PEDV 作为α 冠状病毒属的模式病毒，探究了其nsp14 的RNA 5'帽子G-N-7 甲基转移酶活性及其对PEDV 复制、基因表达和先天免疫应答的影响。结果表明，PEDV nsp14 具有G-N-7 甲基转移酶活性，在中性和碱性pH 环境中，以序列非特异性模式高效催化RNA 底物在G-N-7 位置发生甲基化修饰。S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosyl-L-methionine，SAM）结合位点是nsp14发挥G-N-7 甲基转移酶活性的关键位点。Nsp14 SAM 位点突变病毒rPEDV-D350A 仅保留了约29%的G-N-7 甲基转移酶活性，形成的噬斑尺寸变小，且病毒蛋白合成能力及病毒复制能力下降。值得关注的是，与野生型病毒相比，rPEDV-D350A 感染诱导IPEC-DQ 细胞产生更高水平I 型和III 型干扰素，特别是III 型干扰素IFN-γ3 表达水平显著升高。这些研究结果表明，PEDV 的G-N-7 甲基转移酶活性不仅影响病毒复制及基因表达，还参与调控病毒对宿主先天免疫应答的诱导。

该研究结果提示nsp14 蛋白的RNA 帽子G-N-7甲基转移酶功能在冠状病毒中相对保守；nsp14 对病毒复制至关重要，是一个不可忽视的抗PEDV 药物研发靶标；RNA帽子G-N-7甲基化功能缺陷PEDV能够诱导宿主细胞产生更高水平天然免疫反应，预示其具有较高的弱毒疫苗开发前景。该研究不仅加深了PEDV 复制及致病机制的研究内容，更为PEDV 抗病毒药物及高效疫苗的研发提供了新思路。