伊波拉入侵關鍵

伊波拉病毒 (Ebola virus , EBOV) 屬於絲狀病毒科 (Filoviridae)，是一種致死率非常高的病毒。根據世界衛生組織的資料顯示，伊波拉病毒於 1976 年被發現，而最近一次爆發約在 2016 年導致西非高達 11,000 人死亡。由於目前伊波拉仍然沒有有效的疫苗，故被列入生物性危害第四級病毒。研究伊波拉病毒的各種機制對於開發此類病毒的疫苗非常重要，而此篇文章介紹其中一種非常重要的機制──伊波拉病毒在進入細胞膜後的移動機制 [1]。

病毒在入侵宿主細胞後必須要將其遺傳訊息，如 DNA 或 RNA 運輸到宿主細胞細胞核內調控蛋白質的合成形成新病毒。這個從細胞膜運輸到細胞核的過程稱為胞質內移動 (intracellular movement)，在這一個過程當中病毒必須避開細胞質內的防禦機制並且預防啟動免疫反應。對於 DNA 病毒，胞質內移動主要是病毒衣殼上的相關蛋白依靠細胞內的微管或肌動蛋白移動，病毒也會利用自身蛋白 p78/83 或 VP80 促使肌動蛋白的合成。然而伊波拉病毒這類 RNA 病毒的胞質內移動機制依然不清楚。

以伊波拉病毒作為例，它的 RNA 主要被 NP 蛋白包覆形成核衣殼 (nucleocapsid)，除此以外，核衣殼上也包含病毒蛋白 VP24、聚合酶輔助蛋白 VP35、病毒聚合酶L，以及轉譯蛋白 VP30。糖蛋白與 VP40 則形成最外層的包膜 (viral envelope)。伊波拉病毒接觸到宿主細胞後，VP40 會與細胞膜作用將核衣殼送入細胞內，但是並沒有直接證據顯示 VP40 參與胞質內移動。因此，幫助伊波拉病毒移動的應該是核衣殼相關的蛋白。為了更深入的研究相關蛋白在胞質內移動所扮演的角色，Stephen Becker 團隊利用活細胞成像的方法分析這些蛋白的功能 [2] 。為了降低研究風險並且在第二級生物安全性實驗室進行，他們修飾病毒序列形成無法轉錄的 RNA 片段，並且為這些蛋白相關基因嵌入報告基因 (reporter gene) 形成類似伊波拉病毒核衣殼的結構 (nucleocapsid-like Structure, NCLS)，配合醣蛋白以及 VP40 則可以形成具有轉譯性及複製性的類病毒結構顆粒 (transcription-and-replication-competent virus like particle, trVLPs) [3] 。

他們進一步剔除個別蛋白並分析其的對病毒胞質內移動的影響，發現 VP40 並沒有參與胞質內移動，影響的關鍵蛋白為 NP (nucleoprotein)，VP35 以及 VP24，且三者缺一不可。這些蛋白會與細胞質內的肌動蛋白產生作用，幫助病毒在細胞質內移動。然而這些蛋白之間與細胞質的交互作用機制仍有待未來進一步研究。

伊波拉病毒是一個高度致死的病毒，研究其感染機制並開發藥物是勢在必行的。相信透過研究病毒在細胞質內移動有助於我們了解病毒的感染機制，並在應對類似的病毒上提供更多的線索。

參考資料：
1. Ebola virus disease. (2018, February 12). Retrieved June 27, 2018, from http://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/ebola-virus-disease https://goo.gl/HhbSGJ
2. Takamatsu, Y., Kolesnikova, L., & Becker, S. (2018). Ebola virus proteins NP, VP35, and VP24 are essential and sufficient to mediate nucleocapsid transport. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201712263. https://doi.org/10.1073/pnas.1712263115
3. Han, Z., Boshra, H., Sunyer, J. O., Zwiers, S. H., Paragas, J., & Harty, R. N. (2003). Biochemical and functional characterization of the Ebola virus VP24 protein: implications for a role in virus assembly and budding. Journal of virology, 77(3), 1793-1800. doi: 10.1128/JVI.77.3.1793-1800.2003

撰文│林偉強
審稿│葉意茹