CRISPER 激活篩選系統鑒定出流感病毒廣譜抗病毒宿主因子

編者按

甲型流感病毒( Influenza A virus, IAV)在禽類和人類中均能引起致死性感染。傳統的流感病毒研究主要是基於基因的loss of function鑒定出病毒感染所需的宿主因子，CRISPER工具的出現使得高通量、大規模的基因過表達篩選成為可能。近日，來自杜克大學的研究者利用CRISPER激活篩選系統鑒定出一種具有廣譜抗禽流感病毒的宿主因子B4GALNT2。相關結果發表在Cell Report雜誌上。

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研究者利用了一種CRISPER Synergistic Activation Mediator(簡稱SAM)的篩選系統，它利用的是結合DNA序列而不切割的突變型CAS9蛋白dCAS9，用dCAS9和轉錄激活因子VP64融合後並結合靶向基因啟動子的sgRNA就能夠特異性的定位於基因啟動子區域並激活其轉錄(詳見https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4420636/)。

三次獨立的篩選實驗命中了25個靶基因，其中9個有抗病毒效果，作者最終挑選出了三個抗病毒效果比較明顯的基因B4GALNT2,RIN2和TM9SF2(Figure 1)。研究者對上調程度最明且機理不清楚的B4GALNT2基因做了進一步的研究。

Figure 1

進一步的實驗表明B4GALNT2確實能影響IAV的多輪感染，並且這種抑制作用的確是由於B4GALNT2的過量表達所致(Figure 2)。

Figure 2

之前的關於B4GALNT2基因的研究顯示它是一種糖基轉移酶，通過將一個N-乙醯半乳糖胺轉移到半乳糖上，從而對唾液酸半乳糖基元進行糖基化修飾(Figure 3.E)。這是否就是B4GALNT2抑制病毒感染的機制？如果是，因為唾液酸是IAV的受體，那麼B4GALNT2將可能影響病毒與細胞的結合，作者用binding實驗證實了這一點(Figure 3.G H)，並且證實了B4GALNT2不影響與細胞接觸後的病毒感染的其他步驟(Figure 3.I)。

Figure 3

接著作者用飛行質譜和lectin結合唾液酸的實驗證實，B4GALNT2隻α2,3-連的唾液酸有作用，對α 2,6-連的唾液酸作用不明顯(Figure 4)。

Figure 4

最後作者用了一組禽流感病毒株測定了B4GALNT2的抗病毒效果，結果顯示，B4GALNT2對H7N2，H9N2,H5N9和H10N4均有抗病毒效果(Figure 5)。

Figure 5

作者表示B4GALNT2可能成為IAV的治療靶標。

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