rnai是一种在真核生物中高度保守的转录后基因沉默机制，也是一种高效的抗病毒天然免疫机制。当病毒感染宿主细胞后，病毒rna复制所产生的dsrna被rnai通路关键蛋白dicer识别，并切割成病毒来源的小干扰rna（vsirna），这些vsirna进一步组装入rna诱导的沉默复合物risc，介导被感染细胞内病毒rna的降解。同时，许多病毒通过编码病毒rnai抑制子（viral suppressor of rnai，vsr）来拮抗rnai抗病毒免疫。2017年，中国科学院武汉病毒研究所/病毒学国家重点实验室研究员周溪团队合作发现，肠道病毒ev71的非结构蛋白3a具有rnai抑制（vsr）活性，能阻止dicer对病毒dsrna切割及vsirna产生；而缺失3a-vsr活性的ev71突变病毒能在被感染的哺乳动物细胞与体内产生大量vsirna，激发rnai抗病毒反应，从而证明rnai作为一种抗病毒免疫在哺乳动物中依然存在，并揭示了一种人类病毒逃逸rnai免疫的机制【immunity（《免疫》） 2017】。此外，该团队还发现了黄病毒（登革病毒、乙脑病毒、寨卡病毒等）、sars-cov-2、甲病毒、风疹病毒、丙肝病毒等多种重要人类病毒编码的vsr蛋白，并揭示其与宿主rnai抗病毒通路相互作用的分子机制（cell research 2019， advances 2020，journal of virology 2020， china life s 2020，virologica sinica 2020，viruses 2021）。
该科研团队创新性的提出了靶向vsr，从而释放rnai抗病毒潜能的药物研发概念。研究以肠道病毒ev71为对象，针对其3a蛋白的vsr关键功能区域设计了数种vsr靶向多肽（vsr-targeting peptide，vtp）。这些vtp能与3a蛋白直接结合，通过竞争作用，在ev71感染的细胞中解除3a对rnai的抑制，诱导大量病毒vsirna的产生；这些vsirna进而被组装入risc，介导被感染细胞内ev71 rna的降解，高效抑制ev71复制。vtp在小鼠体内也能释放rnai抗病毒反应，产生大量vsirna，抑制ev71在小鼠全身各器官的复制，拯救病毒感染导致的小鼠死亡与临床症状。同时，vtp所针对的3a蛋白上的靶点区域在多种肠道病毒的3a蛋白中高度保守，研究还发现vtp能抑制多种肠道病毒的复制，具有广谱抗肠道病毒活性。
该研究首次证实了通过vtp特异性靶向vsr，可以在病毒感染的细胞与体内有效释放rnai抗病毒免疫，充分证明了rnai作为哺乳动物抗病毒免疫在生理和功能上的重要性。从抗病毒药物研发上来说，该研究基于新的抗病毒机制发现vsr是一类全新的药物靶标，并针对肠道病毒的vsr研发出机制上first-in-class的候选抗病毒药物，为其他重要病毒的抗病毒药物研发提供了新的思路与策略。此外，针对肠道病毒的vtp具有较低的动物体内毒性与抗原性，较高的热稳定性与蛋白酶稳定性，有望进一步开发为治疗手足口等肠道病毒感染疾病的新型药物。
9月22日，相关研究成果以inhibition of viral suppressor of rnai proteins by designer peptides protects from enteroviral infection in vivo为题，在线发表在immunity上。武汉病毒所/病毒学国家重点实验室与复旦大学医学分子病毒学教育部/卫健委重点实验室合作完成这一研究工作。该研究已申请pct及多个国家的发明专利。
武汉病毒所等揭示靶向病毒rnai抑制子的抗病毒药物研发新策略
研究团队单位：武汉病毒研究所
