LY6Eは、現在流行しているSARS-CoV-2を含むヒトコロナウイルスの侵入を制限する

LY6E Restricts the Entry of Human Coronaviruses, Including the Currently Pandemic SARS-CoV-2.

• Xuesen Zhao
• Shuangli Zheng
• Danying Chen
• Mei Zheng
• Xinglin Li
• Guoli Li
• Hanxin Lin
• Jinhong Chang
• Hui Zeng
• Ju-Tao Guo

抄録

C3Aはヒト肝細胞腫HepG2細胞株のサブクローンであり、強い接触増殖抑制作用を持つ。我々は偶然にも、C3AがHepG2よりもヒトコロナウイルスHCoV-OC43感染に対して感受性が高いことを発見しましたが、これはC3A細胞へのウイルス侵入の効率が高まったことに起因しています。2 つの細胞株の HCoV-OC43 感染に対する感受性の違いを媒介する宿主細胞タンパク質を探索するために、デュアルプレックストリン相同性(PH)ドメイン2(ADAP2)を持つ ArfGAP を発見した。ガンマ-インターフェロン誘導性リソソソーム/エンドソーム局在化チオールレダクターゼ（GILT）とリンパ球抗原6ファミリーメンバーE（LY6E）は、HepG2細胞で有意に高いレベルで発現していた。機能解析の結果、HEK293細胞では、GILTやADAP2ではなくLY6Eの異所性発現がHCoV-O43の侵入を抑制することが明らかになった。C3A細胞やA549細胞ではLY6Eの過剰発現がHCoV-OC43への感染を抑制したが、HepG2細胞ではLY6EのノックダウンがHCoV-OC43への感受性を有意に増加させた。さらに、LY6Eは、現在流行しているSARS-CoV-2を含む他のヒトコロナウイルスのエンベロープスパイク蛋白質を介した侵入を効率的に抑制することも明らかにした。興味深いことに、セリンプロテアーゼTMPRSS2の過剰発現またはアンホテリシン処理は、ヒトコロナウイルスの侵入に対するIFITM3の制限を有意に中和したが、ヒトコロナウイルスの侵入に対するLY6Eの効果を損なうことはなかった。このように、LY6Eはコロナウイルスの侵入を調節する他の因子とは異なるメカニズムでコロナウイルスの感染と発病を制御する重要な抗ウイルス免疫エフェクターであることが明らかになった。宿主細胞へのウイルスの侵入は、宿主の範囲と細胞のトロピズムの重要な決定要因の一つであり、宿主の自然免疫応答と適応免疫応答によって制御されている。過去10年の間に、IFITM、GILT、ADAP2、25CH、LY6Eなどのインターフェロン誘導性細胞タンパク質が、様々なウイルスの感染性の侵入を調節することが確認されている。特にLY6Eは、ヒト免疫不全ウイルス、インフルエンザAウイルス、黄熱病ウイルスなどのヒト病原性ウイルスの侵入を促進する宿主因子であることが最近明らかになった。コロナウイルスの強力な制限因子としてLY6Eが同定されたことは、LY6Eの生物学的機能を拡張し、ヒトコロナウイルス感染症の免疫機構に新たな光を投げかけている。

C3A is a sub-clone of human hepatoblastoma HepG2 cell line with strong contact inhibition of growth. We fortuitously found that C3A was more susceptible to human coronavirus HCoV-OC43 infection than HepG2, which was attributed to the increased efficiency of virus entry into C3A cells. In an effort to search for the host cellular protein(s) mediating the differential susceptibility of the two cell lines to HCoV-OC43 infection, we found that ArfGAP with dual pleckstrin homology (PH) domains 2 (ADAP2), gamma-interferon-inducible lysosome/endosome-localized thiolreductase (GILT) and lymphocyte antigen 6 family member E (LY6E), the three cellular proteins with identified function of interfering virus entry, expressed at significantly higher levels in HepG2 cells. Functional analyses revealed that ectopic expression of LY6E, but not GILT or ADAP2, in HEK 293 cells inhibited the entry of HCoV-O43. While overexpression of LY6E in C3A and A549 cells efficiently inhibited the infection of HCoV-OC43, knockdown of LY6E expression in HepG2 significantly increased its susceptibility to HCoV-OC43 infection. Moreover, we found that LY6E also efficiently restricted the entry mediated by the envelope spike proteins of other human coronaviruses, including the currently pandemic SARS-CoV-2. Interestingly, overexpression of serine protease TMPRSS2 or amphotericin treatment significantly neutralized the IFITM3 restriction of human coronavirus entry, but did not compromise the effect of LY6E on the entry of human coronaviruses. The work reported herein thus demonstrates that LY6E is a critical antiviral immune effector that controls CoV infection and pathogenesis a mechanism distinct from other factors that modulate CoV entry. Virus entry into host cells is one of the key determinants of host range and cell tropism and is subjected to the control by host innate and adaptive immune responses. In the last decade, several interferon inducible cellular proteins, including IFITMs, GILT, ADAP2, 25CH and LY6E, had been identified to modulate the infectious entry of a variety of viruses. Particularly, LY6E was recently identified as host factors to facilitate the entry of several human pathogenic viruses, including human immunodeficiency virus, influenza A virus and yellow fever virus. Identification of LY6E as a potent restriction factor of coronaviruses expands the biological function of LY6E and sheds new light on the immunopathogenesis of human coronavirus infection.

Copyright © 2020 Zhao et al.