不知大家還記得聞風喪膽的寨卡病毒（Zika virus,ZIKV）爆發嗎？2016年巴西奧運會前，寨卡病毒在南美洲大規模爆發，隨后迅速擴散至40多個國家，成為了全球緊急的公共衛生事件。近兩年，ZIKV在東南亞、南美等地區仍流行，已造成數百萬人感染。更為重要的是，其感染能引起嚴重的胎兒小頭畸形和格林巴氏綜合癥，因此ZIKV感染已然成為全球關注的健康問題。直到目前為止，人們對于該病毒是如何引發胎兒嚴重腦部異常的機制仍不清楚。

2018年9月，來自德國的研究團隊在頂級期刊《Nature》上以LETTER形式發文，該文利用磷酸化組、蛋白組學的方法，表征了細胞對病毒感染的反應；同時利用互作蛋白質組學方法，鑒定了ZIKV蛋白的細胞靶標，并基于幾個組學數據的分析與驗證，最終提出了寨卡病毒致大腦病變的機制見解。

研究路線與結果

1. 病毒蛋白與宿主蛋白的相互作用組研究。

作者使用改造的ZIKV病毒（HA標記ZIKV病毒蛋白）和對照病毒（HCV）感染人SK-N-BE2成神經細胞瘤細胞，隨后進行病毒-宿主細胞相互作用組學研究（圖.1）。研究結果一共鑒定出386種與ZIKV病毒蛋白特異性結合的蛋白質，并產生了484種可信度較高的相互作用（圖.2），其中發現了許多病毒宿主結合的新配偶體，包括參與神經元發育的細胞蛋白和信號通路的成分。

圖1（左）.ZIKV病毒蛋白與宿主細胞蛋白相互作用組學流程圖

圖2（右）.ZIKV病毒蛋白與宿主細胞蛋白相互作用網絡圖

2. 神經細胞分化前后，病毒感染對宿主細胞蛋白表達和修飾表達水平的調節。

在胎兒發育的早期階段，ZIKV主要影響神經元前體細胞(NPC)，導致小頭畸形和其他神經發育損傷。為深入了解ZIKV感染細胞引發的蛋白及其修飾變化，作者使用人源誘導的多能干細胞衍生的神經元分化模型，并利用蛋白組、磷酸化蛋白質組學，分析hNPCs在分化為神經元期間，病毒感染或病毒蛋白過NS4B表達的細胞中，所有蛋白質在表達水平和修飾水平的變化（如圖.3）。研究結果表明，在ZIKV感染后，1216個磷酸化位點發生特異性上調或下調，進一步分析表明，病毒對基本信號通路如AKT，MAPK-ERK和ATM-ATR進行了深度調節，提示ZIKV感染引起的這些通路變化可能是引發細胞增殖停滯的潛在機制。

3. 為了進一步評估新鑒定的宿主因子與病毒感染的相關性，作者基于病毒在蛋白質組、磷酸化組、相互作用組的結果，挑選了一些細胞靶標進行shRNA敲減，并評估了其對病毒復制的影響，研究最終鑒定了CEND1, CLN6, CHP1, LMOD3 等17個宿主因子對ZIKV復制是必需的。

圖5.shRNA篩選鑒定潛在的ZIKV宿主依賴性因子

小編總結

本文是一篇頂級水平文章，其研究思路簡潔清晰，值得我們去學習。

首先，作者利用互作組學尋找病毒-宿主蛋白的互作關系，這能提供病毒蛋白直接作用且可能致病的方式。其次，作者利用蛋白、磷酸化組學的定量分析，重點尋找磷酸化修飾差異的蛋白和位點，這能提供病毒致病的可能作用的宿主細胞通路。而把這兩個組學數據結合篩選出的宿主因子，具有被病毒直接調控且介導病毒感染的重要作用。最后，作者對其進行敲減的驗證，也證明了其潛在重要作用。因此，該文章我們提供了一個病毒感染細胞的全面框架，對于系統理解ZIKV誘導的蛋白質及其修飾變化及致病機制具有重要的幫助。

值得一提的是，本文的亮點是把前沿的互作組學與修飾組學結合，同時發現了許多重要而關鍵的新的宿主因子，非常具有創新性。這也充分顯示了修飾、蛋白等組學對于介導新機制發現的重要性。

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