流感病毒受体—唾液酸化的电压依赖性Ca离子通道

本文鉴定出唾液酸化的电压依赖性Ca2+通道是流感病毒入侵受体，其中Cav1.2分布最广也最重要。对Ca2+通道的抑制能显著抑制流感病毒的入侵和感染，从而为抗流感病毒感染新药物的开发提供了新的思路。

甲型流感病毒(InfluenzaAvirus，IAV)通过其血凝素（hemagglutinin，HA）结合消化道和呼吸道上皮细胞表面的唾液酸受体，以网格蛋白依赖、非网格蛋白依赖或胞吞作用的方式侵入细胞。禽流感病毒倾向于结合α2，3连接的唾液酸受体，而人流感病毒倾向于结合α2，6连接的唾液酸受体。然而，流感病毒入侵受体一直没有被鉴定出来，其原因主要有（1）细胞表面存在大量蛋白被唾液酸修饰，但却和IAV感染无关；（2）细胞表面也存在一些蛋白能够非特性或非唾液酸依赖性的和流感病毒HA结合。有研究表明，IAV感染能够诱导宿主细胞的钙振荡，用BAPTA-AM和EGTA螯合细胞内外的Ca2+后，IAV的感染率显著降低。本研究中，科学家鉴定出电压依赖性Ca2+通道（voltage-dependentCa2+channel，VDCC）Cav1.2（由CACNA1C基因编码）是流感病毒的受体，并且Ca2+通道抑制剂（calcium-channelblocker，CCBs）体内外具有抗流感病毒感染活性。

研究人员首先验证CCBs，如氨氯地平阿莫洛地平、异搏定、地尔硫卓和BAPTA-AM，对MDCK细胞抗PR8和Aichi感染的作用，发现地尔硫卓也能够抑制PR8感染A549、MDCK、293T和COS-1细胞，且没有明显的细胞毒性。同时，地尔硫卓也抑制了PR8和Aichi感染A549和COS-1细胞的内吞作用和钙振荡。这些结果表明VDCC在IAV的入侵和感染中发挥重要作用。

VDCC家族包括L、P/Q、N、R和T五种类型的通道，L型VDCC广泛表达，其中Cav1.2在各种组织中均有表达，而Cav1.1、Cav1.3和Cav1.4分别表达于骨骼肌、神经内分泌组织和视网膜。研究人员将siRNAs转染A549细胞敲低Cav1.2后发现PR8入侵和钙振荡均得到抑制。

通过表达全长Cav1.2或其部分片段的膜结合分析发现，PR8毒株直接与全长Cav1.2结合，并且该结合可以被唾液酸酶破坏。进一步研究发现，IAV倾向于结合Cav1.2的Ⅳ结构域。最新研究报道指出，Cav1.2的Ⅳ结构域中的N1436和N1487是唾液酸化的潜在位点。研究人员通过对N1436Q、N1487Q和N1436+N1487Q突变体的研究发现，这两个天冬酰胺残基的突变减弱了IAV的HA对Cav1.2的亲和力，且抑制效果与唾液酸酶处理相近。

为了进一步证明CCBs在体内抑制IAV感染的作用，研究人员分别在PR8感染小鼠前后给予地尔硫卓治疗，通过检测鼻腔灌洗液中的病毒滴度，发现攻毒1d后，地尔硫卓即表现出抑制病毒复制的作用，效果和奥塞米韦相当。在对小鼠接种致死剂量的PR8毒株前后给予地尔硫卓治疗，发现CCB能够增加小鼠存活率和促进小鼠恢复。因此，地尔硫卓对IAV的感染，既有预防作用，也有治疗作用。

本文研究结果表明，IAV的HA与唾液酸化的电压依赖性Ca2+通道结合，从而介导病毒的入侵和感染，Cav1.2的Ⅳ结构域中的N1436和N1487两个天冬酰胺残基的糖基化至关重要。CCBs具有体内外抑制IAV感染的活性，既可作为预防给药也能用作治疗药物。该项研究解决了流感病毒细胞受体这一令人困惑的难题，为控制流感病毒感染的药物开发提供了新的思路。