新的干扰素刺激基因α-SNAP 调控furin 酶活性抑制新冠病毒的感染

新冠病毒（SARS-CoV-2）肆虐全球，已导致超过4.6 亿人感染，600 多万人死亡，给人类健康造成严重威胁。解析病毒致病机制、发掘新的药物靶点是抗病毒药物研发的关键。与埃博拉病毒、马尔堡病毒等多种重要病毒的囊膜蛋白类似，SARS-CoV-2的刺突（S）蛋白在感染过程中依赖细胞弗林蛋白酶（furin）的切割、加工而成熟，进而使病毒获得感染性，因此furin 是重要的抗病毒治疗潜在靶点。但细胞在生理和感染的状况下，furin 酶活性的调节机制尚不十分清楚。

近日，美国微生物学会旗舰期刊《mBio》杂志在线发表了题为“Alpha-soluble NSF attachment protein prevents the cleavage of the SARS-CoV-2 spike protein by functioning as an interferon-upregulated furin inhibitor”的研究论文，揭示了细胞在生理和感染状况下，可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感性因子附着蛋白α（α-SNAP）调节furin 酶活性的机制。研究论文被选为编辑推介论文（Editor's Pick）。

研究人员意外发现，当α-SNAP 与S 蛋白在HEK293 细胞中共表达时，S 蛋白的切割被显著抑制。进一步构建α-SNAP 的不同截短突变体，寻找其抑制S 蛋白被切割的关键区域。结果表明，α-SNAP 的aa27、aa28 和aa231～aa250 是其抑制S 蛋白切割的关键区域。

已知furin 是SARS-CoV-2 S 蛋白切割的关键蛋白酶，因此，推测α-SNAP 抑制S 蛋白切割可能与furin 有关。免疫共沉淀和pull-down 试验发现，α-SNAP 与furin 存在直接互作，且互作区域与其抑制S 蛋白切割的区域一致。研究人员进一步构建分别缺失催化结构域和P 结构域的furin 截短突变体，寻找其与α-SNAP 互作的关键结构域。结果表明，furin 的P 结构域是其与α-SNAP 互作的关键结构域。由于P 结构域是furin 发挥酶活性的关键结构域，α-SNAP 与P 结构域的互作是否影响furin 的酶活性？研究人员将α-SNAP 及其突变体分别与furin在HEK293 细胞中共表达后，检测细胞裂解液及上清中furin 的酶活性。结果表明，过表达α-SNAP 显著 抑 制furin 的 酶 活 性， 且 其aa27、 aa28 以 及aa231～aa250 是抑制furin 酶活性的关键区域。S 蛋白的切割对SARS-CoV-2 的感染非常重要，接下来，研究人员在HEK293 细胞和Calu-3 细胞中分别过表达α-SNAP 及其突变体，然后感染SARS-CoV-2。结果表明，α-SNAP 显著抑制SARS-CoV-2 的感染，且其aa27、aa28 以及aa231～aa250 是抑制SARS-CoV-2感染的关键区域。

生理状态下α-SNAP 在细胞中以组成型表达，那么刺激其表达升高的因素是什么？研究人员发现，SARS-CoV-2 感染可显著刺激Calu-3 细胞中α-SNAP mRNA 的上调，但HEK293-ACE2（过表达人ACE2 的HEK293 细胞）中α-SNAP mRNA 并未显著上调。与HEK293-ACE2 细胞相比，Calu-3 细胞对干扰素的刺激更敏感。进一步研究发现，I型和Ⅲ型干扰素可诱导α-SNAP 的表达上调，表明α-SNAP 是一个新的干扰素刺激基因。

该研究成果揭示α-SNAP 表达受干扰素调控，其表达上调可抑制furin 的酶活性，阻碍SARS-CoV-2 S 蛋白的裂解，进而抑制SARS-CoV-2 的感染。α-SNAP 在经典的细胞囊泡转运过程中发挥重要作用，本研究揭示了α-SNAP 独立于囊泡转运的新功能及宿主针对病毒感染的防御机制，为SARS-CoV-2等病毒病的治疗提供了新的靶向。