Identification of nucleolin as a cellular receptor for

human respiratory syncytial virus

Tayyari, F., et al. 2011. Nat Med 17, 1132-1135.

speaker：Chan- Yi Su (蘇展儀)                                    Time：15:00~16:00 May. 16, 2011

commentator：Dr. Shun-hua Chen(陳舜華老師)        Place: Room 601

中文摘要

人類呼吸道融合病毒(Human respiratory syncytial virus (RSV))為一主要造成下呼吸道感染的病毒，最常發生於嬰兒及幼童的感染，引起的症狀包括支氣管炎、肺炎、喉頭炎等。而目前針對RSV感染尚未有有效的藥物或疫苗，目前市面上利用RSV-specific antibodies的方式從臨床上的資料顯示有一定的作用，但此藥物價格高、效期短，需要每個月施打，對於一般家庭負擔太大，故整體的效用並沒有很顯著。因此尋找一個新的目標對於研發新藥物對抗RSV便成為一相當重要的課題。

本篇作者打破以往針對RSV著手的觀念，而是從宿主本身來思考，如果能在宿主細胞上找到RSV特定的receptor，不但能更進一步了解RSV的感染宿主的方式，也能提供藥物研發上一個新的目標。作者一開始先利用virus overlay protein binding assay (VOPBA)的方式找尋宿主細胞上RSV specific的receptor。

從左邊a、b圖VOPBA的實驗結果中可發現，不論是在各種的cell line (a)或者是各種strain的RSV (b)都可以發現在大約100kDa的位置都有一條band的出現。經過MASS分析結果，此蛋白為nucleolin。Nucleolin存在在許多真核細胞中，主要是分布於核內，能夠幫助rRNA的folding或是調控translation；nucleolin在membrane上也有少量的分布，主要的功能是幫助細胞的貼附、遷移，另外還能幫助病毒感染。

在找到nucleolin可能是RSV進入宿主細胞的一個receptor後，作者利用了各種的方式來證明這個發現。一開使用blocking的實驗，利用nucleolin specific的Ab先將細胞上的nucleolin給block住後，再加入RSV感染；另外也做了competition的實驗，將soluble的nucleolin先跟RSV混合後，再加入宿主細胞中，讓soluble的nucleolin與RSV競爭細胞上的nucleolin；作者也利用siRNA的方式抑制細胞中nucleolin表現後，再來檢驗RSV的感染效率，從以上的實驗中，都證實了確實nucleolin是RSV的receptor。之後作者找了一昆蟲細胞S. frugiperda Sf9，這細胞在之前文獻中已證實沒有RSV的receptor。作者將nucleolin transfect進Sf9細胞中，再去感染RSV，從結果中也發現當細胞需要表現nucleolin這個receptor RSV才能感染(c圖)。

以上一連串的實驗為in vitro的實驗，作者另外也在in vivo中嘗試這個現象的可行性。一開始作者先用immunohistochemical的方式看RSV是否會於membrane上與nucleolin有colocolization的現象(d圖，紅色為RSV，褐色為nucleolin)。之後作者利用siRNA抑制老鼠肺部上皮細胞nucleolin的表現後，再感染RSV，兩天後測量病毒在肺部上皮細胞的titer。從e圖結果中可發現當老鼠肺部上皮細胞nucleolin表現被抑制後，RSV感染的效率也相對降低許多。

從以上in vitro及in vivo的結果中可確定nucleolin確實為RSV的receptor。RSV除了nucleolin之外，在其他研究中也發現了還有其他的receptor，到底nucleolin與其他receptor之間的關係是如何，還有待之後可以再做更進一步得探討。但從這結果之中，對於之後針對RSV藥物的研發也提供了一個新的目標。

參考文獻

1.      Collins, P.L. & Graham, B.S. Viral and host factors in human respiratory syncytial virus pathogenesis. J. Virol. 82, 2040–2055 (2008).

2.      Adams, O. et al. Palivizumab-resistant human respiratory syncytial virus infection in infancy. Clin. Infect. Dis. 51, 185–188 (2010).