キメラE1/E2エンベロープタンパク質によるC型肝炎ウイルス組換え剤の特性評価と、侵入に重要なE2幹領域における単一アミノ酸の同定

C型肝炎ウイルス（HCV）エンベロープタンパク質E1およびE2は、宿主細胞の侵入に重要な役割を果たし、ワクチンと医薬品開発の重要な標的を表しています。ここでは、in vitroでキメラE1/E2複合体を持つHCV組換え体を特徴づけました。1A Core-NS2を発現する遺伝子型1A/2A JFH1ベースの組換え剤を使用して、E2を遺伝子型1A（代替分離株）、1B、および2Aの機能的分離配列と交換しました。1A-E2交換はウイルスの生存率に影響を与えませんでしたが、2A-E2組換えは実行不可能でした。3つの1B分離株からのE2交換の後、感染の拡大前に長い遅延が観察されました。回収された1B-E2組換え剤の場合、逆の遺伝的研究では、粒子の安定性または細胞結合に影響を与えずに感染性力価を約100倍増加させ、粒子密度にわずかな減少をもたらすことなく、これらの変異を逆の遺伝子研究では、残基706、707、および710で、単一E2幹領域アミノ酸の変化を確認しました。さらに、1B-E2交換により、分泌されたコアタンパク質が25〜50％の減少をもたらし、E2 STEM領域の変異によりさらに減少しました。これらの発見は、代償的変異が、組み立て/放出を増加させることなく、堅牢な感染性ウイルスの産生を可能にすることを示した。E1/E2ヘテロ二量体化の研究では、E2 STEM領域の変異の有無にかかわらず、キメラ構築物の細胞内E1/E2相互作用に違いは示されませんでした。興味深いことに、E2 STEM領域の変異は効率的な侵入を可能にし、1A-E1/1B-E2 HCV偽粒子アッセイで検証されました。CD81阻害アッセイは、変異がHCV侵入経路の遅いステップに影響を与えたことを示しました。全体として、この研究では、HCV侵入と感染性ウイルス粒子の産生にとって重要なE2幹領域の特定のアミノ酸が特定されました。

The hepatitis C virus (HCV) envelope proteins E1 and E2 play a key role in host cell entry and represent important targets for vaccine and drug development. Here, we characterized HCV recombinants with chimeric E1/E2 complexes in vitro. Using genotype 1a/2a JFH1-based recombinants expressing 1a core-NS2, we exchanged E2 with functional isolate sequences of genotypes 1a (alternative isolate), 1b, and 2a. While the 1a-E2 exchange did not impact virus viability, the 2a-E2 recombinant was nonviable. After E2 exchange from three 1b isolates, long delays were observed before spread of infection. For recovered 1b-E2 recombinants, single E2 stem region amino acid changes were identified at residues 706, 707, and 710. In reverse genetic studies, these mutations increased infectivity titers by ~100-fold, apparently without influencing particle stability or cell binding although introducing slight decrease in particle density. In addition, the 1b-E2 exchange led to a decrease in secreted core protein of 25 to 50%, which was further reduced by the E2 stem region mutations. These findings indicated that compensatory mutations permitted robust infectious virus production, without increasing assembly/release. Studies of E1/E2 heterodimerization showed no differences in intracellular E1/E2 interaction for chimeric constructs with or without E2 stem region mutations. Interestingly, the E2 stem region mutations allowed efficient entry, which was verified in 1a-E1/1b-E2 HCV pseudoparticle assays. A CD81 inhibition assay indicated that the mutations influenced a late step of the HCV entry pathway. Overall, this study identified specific amino acids in the E2 stem region of importance for HCV entry and for production of infectious virus particles.