Nat Commun |吴莹研究组发现寨卡病毒阻碍睾酮合成新机制

近日，高致病性病毒与生物安全全国重点实验室/武汉大学基础医学院吴莹研究组在国际学术期刊Nature Communications上发表了题为“ Zika virus disrupts steroidogenesis and impairs spermatogenesis by stalling the translation of CYP17A1 mRNA”的研究论文。该研究发现，寨卡病毒（Zika virus，ZIKV）的非结构蛋白NS2A通过直接结合睾酮合成关键酶细胞色素P450 17A1（17α-hydroxylase/17,20-lyase，P450c17/CYP17A1）的mRNA，抑制其翻译，干扰睾酮生成。这一发现揭示了ZIKV损害男性生殖健康的新机制，为相关治疗策略提供了潜在靶点。

寨卡病毒是一种由蚊虫传播的病毒，近年来因其引发新生儿小头畸形和格林-巴利综合征等严重神经系统疾病而备受关注。此外，寨卡病毒感染还与男性生殖系统症状相关，包括少精症、血精症和前列腺炎等。临床观察发现，感染寨卡病毒的男性患者睾丸激素水平显著降低，但其具体机制未明。

研究团队通过ZIKV感染小鼠的睾丸组织的代谢组学和蛋白质组学分析发现，ZIKV感染显著降低了睾丸中CYP17A1蛋白的表达水平，但并未影响其mRNA的转录。进一步实验表明，ZIKV的非结构蛋白NS2A能够直接结合CYP17A1 mRNA的特定区域（1200-1400核苷酸段），阻碍核糖体加载，从而抑制其翻译过程。这种抑制作用导致睾酮合成途径受阻，表现为睾丸组织内和血清中睾酮水平下降和其前体物质孕酮的积累。

研究人员通过截短实验和突变分析发现，NS2A蛋白的第67位谷氨酸（E67）和第101位脯氨酸（P101）是结合CYP17A1 mRNA的关键位点。当这些位点发生突变时，NS2A失去对CYP17A1翻译的抑制能力。此外，研究团队利用反向遗传学技术构建了NS2A突变病毒（ZIKVE67A），发现该突变病毒相较于野生毒株在感染小鼠后对睾酮合成的抑制或精子生成的破坏显著减弱。通过睾丸内腺相关病毒（AAV）递送NS2A蛋白的实验表明，仅NS2A的表达就足以引发睾酮激素合成和精子生成障碍。这些结果证实了NS2A在寨卡病毒破坏男性生殖功能中的关键作用。该研究成果揭示了寨卡病毒破坏男性生殖健康的新机制，为理解病毒致病性和开发治疗手段提供了重要科学依据。