來(lái)源：醫(yī)藥魔方

文 | 白露

人乳頭狀瘤病毒（HPV）是包括宮頸癌、肛門癌、口咽癌在內(nèi)的幾種癌癥的主要病因，每年全世界有近30萬(wàn)婦女死于宮頸癌。盡管疫苗為預(yù)防HPV感染提供了可靠的第一道防線，但它們無(wú)法預(yù)防所有HPV亞型的感染，具有一定局限性，且目前也沒(méi)有專門抑制HPV感染或傳播的藥物。因此，研究人員仍在繼續(xù)尋找抵御該病毒的其他選擇。

在3月17日發(fā)表于PNAS上的一項(xiàng)新研究中，耶魯大學(xué)癌癥中心的研究人員證明了一種可以阻止HPV感染的新方法，他們合成了一種可以阻止病毒感染細(xì)胞通路的肽。研究人員表示，這種方法可能最終不僅有助于治療HPV，也有助于治療其他病毒感染 [1]。

先前的研究表明，病毒復(fù)制需要病毒蛋白質(zhì)和細(xì)胞蛋白質(zhì)之間的關(guān)鍵相互作用。這些蛋白質(zhì)介導(dǎo)了感染的許多方面，包括病毒基因組到復(fù)制位點(diǎn)的運(yùn)輸。

HPV是一種無(wú)包膜DNA病毒，含有360個(gè)L1主要衣殼蛋白分子和72個(gè)L2衣殼蛋白分子。在HPV感染中，逆向囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物retromer與病毒衣殼蛋白L2結(jié)合，并將進(jìn)入的病毒粒子分類到逆行運(yùn)輸通路，運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞核，在那里病毒可以實(shí)現(xiàn)自我復(fù)制。

領(lǐng)導(dǎo)該研究的Daniel DiMaio博士團(tuán)隊(duì)先前已發(fā)現(xiàn)細(xì)胞穿透肽的核心作用片段出奇的短。這些肽穿透細(xì)胞膜僅需6個(gè)氨基酸的序列，而與retromer蛋白結(jié)合僅需3個(gè)氨基酸的序列。

“我們意識(shí)到可以合成一種短肽，使其足以穿透細(xì)胞膜，結(jié)合retromer并阻止感染。我們決定嘗試一下，”DiMaio說(shuō)，“幸運(yùn)的是，嘗試的第一種肽就起作用了。”

具體來(lái)說(shuō)，研究人員合成了一種含29個(gè)殘基的肽，命名為P16/16 。該肽包含HPV16衣殼蛋白L2的retromer結(jié)合位點(diǎn)（retromer-bindingsite，RBS）和細(xì)胞穿透肽（cell-penetratingpeptide，CPP）（下圖A）。他們將P16/16加入到未受感染的HeLa細(xì)胞（人宮頸癌細(xì)胞）培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)這些肽進(jìn)入了細(xì)胞質(zhì)并與retromer結(jié)合（下圖B）。接著用HPV16假病毒感染HeLa細(xì)胞時(shí)，病毒就不能再與retromer結(jié)合并離開(kāi)內(nèi)體，因?yàn)閞etromer被肽結(jié)合，感染就被阻斷了。

A：（頂部）帶有野生型CPP片段（紅色）和RBS（綠色）的L2肽序列。CPP或RBS突變肽中的氨基酸替換以藍(lán)色顯示。B：將未感染的HeLa細(xì)胞與P16/16孵育3小時(shí)后染色。紅色標(biāo)記Retromer位置，綠色標(biāo)記P16/16位置。重疊的信號(hào)在合并圖譜中為黃色，細(xì)胞核呈藍(lán)色。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，P16/16能引起感染的劑量依賴性降低（下圖）。此外，該肽也能有效抑制HPV18和HPV5 假病毒的感染。這兩種病毒是已知依賴于retromer的其他HPV類型，與HPV16一樣，HPV18是一種高危的致癌型HPV，感染生殖器粘膜，而HPV5是一種與皮膚疣和癌癥相關(guān)的分化型HPV。

接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種病毒感染抑制作用即使在P16/16被去除后仍然存在 。“事實(shí)上我們不知道肽的活性有多長(zhǎng)，但這種阻斷作用可能是不可逆轉(zhuǎn)的。病毒似乎也從細(xì)胞中消失了。細(xì)胞有某種方式可以感覺(jué)到感染沒(méi)有正常進(jìn)行，因此它可以清除病毒。”DiMaio解釋道。

也就是說(shuō)，如果進(jìn)入的病毒不與retromer結(jié)合，細(xì)胞就具有清除侵入病毒的機(jī)制，意味著在這一步短暫的抑制會(huì)不可逆的阻斷病毒感染。

在與威斯康星大學(xué)的同事進(jìn)行的后續(xù)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)P16/16也能抑制小鼠的HPV感染。這表明P16/16在雌性小鼠生殖道中沒(méi)有失活，并且能夠進(jìn)入該組織中支持HPV感染的基底角朊細(xì)胞。

最后值得一提的是，無(wú)論是細(xì)胞實(shí)驗(yàn)還是小鼠實(shí)驗(yàn)，P16/16均未顯示明顯的毒性。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究證實(shí)了retromer介導(dǎo)的逆行HPV侵入細(xì)胞的機(jī)制，并驗(yàn)證了細(xì)胞內(nèi)病毒轉(zhuǎn)運(yùn)作為抗病毒靶點(diǎn)的可行性。

由于retromer還與其他病毒（丙型肝炎病毒、流感病毒、腺相關(guān)病毒、艾滋病病毒等）感染有關(guān)，該研究中合成的肽P16/16和其他靶向retromer的分子也可能影響這些病毒的感染。

盡管在治療上使用肽存在挑戰(zhàn)，但確定一種易受干擾且必需的細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)之間相互作用，可能會(huì)激勵(lì)開(kāi)發(fā)更多阻斷這種相互作用的藥物。基于此策略的方法可能會(huì)適用于多種病毒。

相關(guān)論文：

[1] Pengwei Zhang et al. Cell-penetrating peptide inhibits retromer-mediated human papillomavirus trafficking during virus entry, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.1917748117

參考資料：

1# Scientists find new way to block cancer-causing HPV virus （來(lái)源：Medical press）