华中农业大学讯（通讯员 徐娟）近日，动物科学技术学院、动物医学院彭贵青教授团队研究成果以”Coronavirus Nsp3 Hijacks CLTC to Modulate Autophagosome Nucleation for Promoting DMV Formation and Viral Replication”为题在Advanced Science发表。
冠状病毒是一类具有广泛宿主范围的单股正链RNA病毒，不仅威胁人类健康，也严重危害动物健康，造成养殖业重大经济损失；其中猪流行性腹泻病毒（PEDV）、猫传染性腹膜炎病毒（FIPV）等动物冠状病毒可导致动物100%死亡；此外，PDCoV等动物冠状病毒还具有跨物种传播潜力，给公共卫生安全带来严峻挑战。因此，揭示冠状病毒在动物宿主中的复制机制，对保障养殖业健康发展和公共卫生安全具有重要意义。
冠状病毒感染细胞后，病毒非结构蛋白nsp3、nsp4等会“劫持”细胞内部分膜结构，将其“改造”成一个病毒复制的坚固“厂房”或“老巢”（双层囊泡DMV），以确保病毒高效扩增并逃逸免疫监视；但其具体调控机制目前尚不清楚。因此，解析DMV形成机理对于理解冠状病毒的致病机制和开发抗病毒广谱性药物至关重要。
CLTC参与冠状病毒双层囊泡形成模式图
研究团队另辟蹊径，以动物冠状病毒为模型，将荧光蛋白精准标记在DMV关键构建病毒蛋白nsp3上，首次实现真实病毒感染下对DMV形成的实时可视化。利用这一新工具，团队成功鉴定出40个与DMV形成相关的宿主蛋白，其中网格蛋白重链（CLTC）被特异性富集于DMV组装位点，且对多种冠状病毒（包括人冠状病毒229E、PEDV、TGEV、MHV、PDCoV等）的复制至关重要。深入研究表明，病毒感染后，病毒蛋白nsp3可劫持CLTC，利用其在自噬成核阶段产生的自噬前体膜构建DMV。敲除CLTC可显著抑制自噬体成核及DMV形成，进而限制病毒复制。
研究不仅成功研发了一个可用于动态观察和药物筛选的DMV研究新平台，更提出了一个全新的抗病毒策略，即通过靶向宿主因子CLTC，阻断病毒“复制工厂”DMV的组装，从而抑制病毒增殖。由于CLTC是多种冠状病毒的共同依赖因子，这一发现为动物冠状病毒的广谱药物研发和抗病育种提供新的靶标。
华中农业大学动物科学技术学院、动物医学院博士研究生徐娟为论文第一作者，彭贵青教授为论文通讯作者，华中农业大学为通讯作者单位。该研究得到了国家杰出青年科学基金、湖北省自然科学基金创新群体等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202521626
【英文摘要】
Double-membrane vesicles (DMVs) are a hallmark of coronavirus replication, yet the host machinery governing their biogenesis remains poorly characterized, largely due to the lack of tools for dynamic analysis. Here, we develop a live-cell imaging system using a recombinant virus that enables, for the first time, real-time visualization of DMV formation during authentic coronavirus infection. This system reveals the recruitment of the clathrin heavy chain (CLTC) to DMV assembly sites and demonstrates its essential role for diverse coronaviruses, but not unrelated viruses. Notably, we define a previously unappreciated role for CLTC in viral replication organelle formation. Mechanistically, CLTC interacts with nonstructural protein 3 (nsp3) and is required for autophagosome nucleation by maintaining the core class III PI3K complex. The resulting CLTC-mediated autophagic precursor membranes are subsequently hijacked by nsp3 to form DMVs. Our study thereby establishes CLTC as a pivotal host factor for coronavirus replication and nominates both CLTC and the autophagosome nucleation pathway as promising antiviral targets.
审核人：彭贵青
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