SYNJ2BP通过线粒体相关内质网膜促进慢病毒Env生成的机制研究

马传染性贫血病毒（Equine infectious anemia virus，EⅠAV）在马体内的主要靶细胞是免疫细胞，且可长期潜伏感染马，给养马业造成了巨大的经济损失。慢病毒囊膜蛋白（Envelope，Env）是病毒侵入宿主细胞必不可少的一种病毒蛋白。Env 需要在内质网（Endoplasmic reticulum，ER）中折叠和修饰才能成熟，进而发挥生物学功能。蛋白质的折叠，需要在较高的氧化状态下进行，内质网具有催化氧化蛋白质通过交联二硫键折叠所必需的细胞内氧化微环境。有证据表明，线粒体活性氧能促进细胞表面蛋白质二硫键形成、折叠和转运。但是，关于慢病毒Env 在内质网中的氧化折叠调控机制未知。此外，内质网氧化折叠过程容易出错，并产生大量错误折叠的有细胞毒性的蛋白质。真核细胞进化的内质网相关的降解反应（ER-associated protein degradation，ERAD）途径中，形成了将错误折叠的蛋白从内质网到细胞质的回复运输，然后通过泛素-蛋白酶体系统将其降解。由于慢病毒Env 富含二硫键，因此，折叠过程中常发生错配，激活内质网应激反应后通过ERAD 途径降解。线粒体相关内质网膜（Mitochondrion- associated endoplasmic reticulum membrane，MAM）是一种内质网与线粒体连接的特殊结构。该结构在氧化蛋白折叠和内质网应激的调控过程中发挥重要作用。MAM 是由一系列内质网和线粒体相关蛋白组成，其中SYNJ2BP 分子对于MAM的形成至关重要。

近期发表于《Journal of Virology》的研究报告“SYNJ2BP improves the production of lentiviral envelope protein by facilitating the formation of mitochondrion-associated endoplasmic reticulum membrane”证明了SYNJ2BP 是EⅠAV 复制的必要因素之一。该研究发现EⅠAV感染宿主细胞后，伴随着病毒复制，SYNJ2BP的表达量也发生了上调。当通过siRNA 敲低细胞中SYNJ2BP 使其表达量下调时，EⅠAV 的复制也受到了抑制。同时，发现了SYNJ2BP 的下调表达影响了MAM 结构的生成，并且阻碍了EⅠAV Env 蛋白的生成。为了进一步验证SYNJ2BP 在病毒复制中的关键作用，该研究构建了SYNJ2BP 缺失的细胞系，实验表明SYNJ2BP 的缺失降低了EⅠAV 的感染效率，当回补SYNJ2BP 时，使EⅠAV 的感染效率得到了恢复。通过共聚焦、单分子超高分辨和透射电镜等方法分析，发现SYNJ2BP 可促进MAM 的形成，进而提高EⅠAV 或HⅠV 的Env 生成，但是对于其他病毒蛋白，如结构蛋白Gag 或非结构蛋白Rev 的生成均没有作用。内质网中的蛋白折叠是细胞中最消耗能量一种生命活动，另外，促进蛋白折叠的分子伴侣往往需要更多的钙离子才能发挥功能。因此，ATP 和钙离子对于内质网中氧化蛋白折叠至关重要。分子机制实验表明，当SYNJ2BP缺失时，内质网中的ATP和钙离子减少，当回补SYNJ2BP时，ATP和钙离子增加。进一步分析发现，SYNJ2BP 通过促进MAM 的形成，提高Env 过表达细胞内质网中的ATP 和钙离子浓度，增加了Env的生成。除此之外，该研究首次发现EⅠAV的Env与HⅠV的Env相似，错误折叠后被ERAD调控并降解，当SYNJ2BP 促进MAM 形成后，提高了EⅠAV 和HⅠV的Env在内质网中的正确折叠率，避免激活更多的内质网应激反应和ERAD 降解。

该研究首次发现了内质网和线粒体连接结构MAM可通过调控慢病毒Env的生成，影响病毒复制，同时揭示了SYNJ2BP 在此过程中发挥的关键分子功能，这为进一步研究慢病毒的复制机制奠定了基础。