J Virol. | 武汉大学夏宇尘/程晓明团队揭示 RANBP3与RAN协同CRM1调控乙型肝炎病毒RNA核输出的分子机制
乙型肝炎病毒（Hepatitis B virus，HBV）感染是全世界范围内的公共卫生问题，截至2019年全球约有2.96亿慢性HBV感染者，约15–40%未经治疗的慢性HBV患者会发展为肝硬化或肝癌，在严重威胁人类健康的同时也为社会带来了沉重的经济负担。HBV RNA从细胞核运输至细胞质，是病毒蛋白翻译与基因组复制的关键步骤，但其具体调控机制未被完全阐明。该研究团队前期发现宿主RNA结合蛋白ELAVL1可识别并结合HBV RNA中的AUUUA基序，并通过CRM1通路将其运输出核（Zheng et al. Plos Pathogen 2024）。近日，武汉大学夏宇尘/程晓明团队在《Journal of Virology》发表最新研究成果，题为“RANBP3 and RAN orchestrate CRM1-mediated nuclear export of hepatitis B virus RNAs”。在本研究中，研究人员进一步鉴定出RAN结合蛋白3（RANBP3）以及小GTP酶RAN是该通路中的关键下游调控因子。系统揭示了HBVRNA核输出的关键分子机制，发现宿主因子RANBP3与RAN通过协同ELAVL1-CRM1核输出复合体，促进HBV RNA从细胞核向细胞质转运，从而支持病毒复制。该工作不仅完善了HBV RNA核质运输调控网络，也为开发新型抗HBV药物提供了重要理论基础。1. 首次鉴定RANBP3是HBV RNA核输出的关键宿主因子该研究通过分析前期RNA Pulldown-液质联用质谱技术的结果，发现RANBP3能被HBV RNA显著富集，提示其可能参与HBV RNA出核调控。已有研究显示RANBP3作为辅因子可以稳定CRM1出核复合体，为了探究RANBP3是否能够调控HBV RNA出核，研究人员首先使用RIP实验验证了RANBP3与pgRNA的结合。在HBV感染的HepG2-NTCP细胞中敲降RANBP3会降低细胞培养上清中HBV DNA、HBeAg和HBsAg的水平。同时抑制细胞内HBc蛋白表达，但不影响HBV cccDNA的水平和细胞活力。这些结果表明RANBP3在cccDNA形成后阶段调控病毒复制。通过细胞核和细胞质分离实验发现，RANBP3敲低会显著降低全细胞和细胞质中HBV RNA的水平，但是对细胞核中的HBV RNA并无影响。进一步使用RNAscope实验验证了这一结果。研究团队随后发现RANBP3的敲降并不影响HBV启动子和增强子的活性。随后研究团队发现敲低RANBP3会导致全细胞和细胞核中HBV RNA稳定性显著降低，但并不影响细胞质中HBV RNA的稳定性，这一结果表明敲低RANBP3使细胞质中HBV RNA水平降低是由于HBV RNA核输出被抑制导致的，而不是加速了HBV RNA在细胞质中的降解。综上所述，RANBP3通过转录后调控参与HBV RNA出核。（图1）图1 RANBP3调控HBV RNA核输出的表型检测2. RAN-GTP为HBV RNA输出提供“方向性与能量”RAN是一种小GTP酶，通过在细胞核内结合GTP和在细胞质中水解GTP产生的GTP浓度差来调控核质运输的方向性，并为出核提供动力。RANBP3可以将RAN招募到CRM1复合体上，并参与CRM1介导的核输出。该团队发现敲低RAN的表达会抑制HBV RNA核输出进而抑制HBV复制。接着研究发现HBV感染会激活RAN，同时RAN-GTP能够与HBV pgRNA结合。进一步研究发现，相比于失活突变体，只有野生型的RAN才能与RANBP3-CRM1形成复合体并促进HBV RNA输出，且失活突变体无法恢复病毒复制。以上结果说明，活化状态的RAN是HBV RNA输出所必需。（图2）3. CRM1关键位点决定HBV RNA出核复合体的形成通过突变CRM1 R474I/H481Q位点阻止RANBP3与CRM1的结合，或者突变CRM1 F554A/F561A位点阻止RAN与CRM1的结合，研究团队发现HBV RNA的核输出均受到了显著的抑制。这就说明RAN和RANBP3对CRM1出核复合体的形成以及CRM1介导的HBV RNA核输出是至关重要的。（图3）ELAVL1识别HBVRNA的AUUUA元件，并通过CRM1途径将其运输出核。RANBP3可以稳定ELAVL1-HBV RNA-CRM1核输出复合物，并招募RAN-GTP为HBV RNA的核输出提供方向性和能量。（图4）该研究得到国家科技重大专项（2025ZD01906700，2026ZD01912700）、国家自然科学基金（32570193，82572555，32300131）等项目的资助。武汉大学泰康医学院（基础医学院）博士研究生王梦飞、陈泉与博士后郑颖城（现工作于湖北大学生命科学学院）为该论文共同第一作者，夏宇尘教授和程晓明研究员为共同通讯作者。https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.00267-26
