伊波拉病毒進入宿主細胞需膽固醇運輸蛋白Niemann-Pick C1

(Ebola virus entry requires the cholesterol transporter Niemann-Pick C1)

Carette J., et al. 2011. Nature. 477, 340-343

Speaker: Yu-Chi Su (蘇育琦)                                        Time: 15:10~16:00, Dec. 21, 2011

Commentator: Dr. Chih-Li Hsu (胥直利老師)             Place: Room 601

Abstract:

人體被絲狀病毒，包含伊波拉病毒及馬堡病毒感染後會造成嚴重出血熱，致死率超過75%，且仍缺乏抗病毒療法和疫苗。絲狀病毒透過病毒突起物醣蛋白 (GP) 進入宿主核內體胞器，其中包含某些未知宿主因子可參與病毒和核內體胞膜融合。本篇文獻為鑑定未知宿主因子，作者利用genome-wide haploid genetic screen 方法篩選HAP1細胞株，發現兩個與核內體相關之蛋白質，包含同型融合暨液泡排序蛋白複合物 (HOPS)，可影響核內體與溶小體融合，另有Niemann-Pick C1 (NPC1)，表現在核內體膜上，負責膽固醇運輸。作者發現當細胞缺乏HOPS複合物或NPC1功能時可抵抗伊波拉及馬堡病毒的感染，但仍可被其他不相關之病毒感染。為更進一步釐清由絲狀病毒醣蛋白所主導之感染是否需要NPC1，作者以先天缺乏NPC1之尼曼-匹克病人的初級纖維母細胞來測試，發現不含NPC1細胞株或外加NPC1標靶藥物後，皆可抵抗病毒感染。在HOPS複合物或NPC1缺陷之細胞中發現，無論是病毒和核內體胞膜融合及病毒脫殼皆休止。作者認為，NPC1蛋白不只參與在絲狀病毒與核內體胞膜融合，對於病毒從核內體及溶小體胞器裡釋出遺傳物質是重要的。最後，NPC1缺陷小鼠可抵抗伊波拉及馬堡病毒感染所造成的死亡。對於NPC1在絲狀病毒感染中，扮演預期外之角色可促進抗絲狀病毒感染藥物及疫苗之研發。研讀完本篇文獻後，我的第一個想法是：作者以”entry”來當作文獻標題，讓我覺得有些許不妥，除非作者所認定的”entry”是指從一開始病毒的attachment到viral genome release的這段過程都叫做entry；不然普遍讀者包含我自己，可能都認為是病毒透過某個receptor進入到宿主細胞的過程。不過，本篇作者的確做了許多詳盡且循序漸進的實驗，讓我們讀者易懂，且能充分理解作者的邏輯，這是本篇我個人認為做大的優點。最後，在學術知識上最大的收穫，莫過於病毒可利用宿主因子來幫助自己的感染與複製，由其是伊波拉這隻赫赫有名、惡名昭彰的病毒，會更加了解其病毒特性及本篇所學到的novelty。

References:

1.      Feldmann, H., et al. 2010. Ebola haemorrhagic fever. Lancet. 377, 849-862

2.      Nickerson, D. P., et al. 2009. Vps-C complexes: gatekeepers of endolysosomal traffic. Curr. Opin. Cell Biol. 21, 543-551

3.      Carstea, E.D., et al. 1997. Niemann-Pick C1 disease gene: homology to mediators of cholesterol homeostasis. Science. 277, 228-231