The glycoproteins (GP) of enveloped viruses facilitate entry into the host cell by interacting with specific cellular receptors. Despite extensive study, a cellular receptor for the deadly filoviruses Ebolavirus and Marburgvirus has yet to be identified and characterized. Here, we show that T-cell Ig and mucin domain 1 (TIM-1) binds to the receptor binding domain of the Zaire Ebola virus (EBOV) glycoprotein, and ectopic TIM-1 expression in poorly permissive cells enhances EBOV infection by 10- to 30-fold. Conversely, reduction of cell-surface expression of TIM-1 by RNAi decreased infection of highly permissive Vero cells. TIM-1 expression within the human body is broader than previously appreciated, with expression on mucosal epithelia from the trachea, cornea, and conjunctiva--tissues believed to be important during in vivo transmission of filoviruses. Recognition that TIM-1 serves as a receptor for filoviruses on these mucosal epithelial surfaces provides a mechanistic understanding of routes of entry into the human body via inhalation of aerosol particles or hand-to-eye contact. ARD5, a monoclonal antibody against the IgV domain of TIM-1, blocked EBOV binding and infection, suggesting that antibodies or small molecules directed against this cellular receptor may provide effective filovirus antivirals.

The cell surface receptor T cell immunoglobulin mucin domain 1 (TIM-1) dramatically enhances filovirus infection of epithelial cells. Here, we showed that key phosphatidylserine (PtdSer) binding residues of the TIM-1 IgV domain are critical for Ebola virus (EBOV) entry through direct interaction with PtdSer on the viral envelope. PtdSer liposomes but not phosphatidylcholine liposomes competed with TIM-1 for EBOV pseudovirion binding and transduction. Further, annexin V (AnxV) substituted for the TIM-1 IgV domain, supporting a PtdSer-dependent mechanism. Our findings suggest that TIM-1-dependent uptake of EBOV occurs by apoptotic mimicry. Additionally, TIM-1 enhanced infection of a wide range of enveloped viruses, including alphaviruses and a baculovirus. As further evidence of the critical role of enveloped-virion-associated PtdSer in TIM-1-mediated uptake, TIM-1 enhanced internalization of pseudovirions and virus-like proteins (VLPs) lacking a glycoprotein, providing evidence that TIM-1 and PtdSer-binding receptors can mediate virus uptake independent of a glycoprotein. These results provide evidence for a broad role of TIM-1 as a PtdSer-binding receptor that mediates enveloped-virus uptake. Utilization of PtdSer-binding receptors may explain the wide tropism of many of these viruses and provide new avenues for controlling their virulence.

Abstract Noncanonical poly(A) polymerases PAPD5 and PAPD7 (PAPD5/7) stabilize HBV RNA via the interaction with the viral post-transcriptional regulatory element (PRE), representing new antiviral targets to control HBV RNA metabolism, HBsAg production and viral replication. Inhibitors targeting these proteins are being developed as antiviral therapies, therefore it is important to understand how PAPD5/7 coordinate to stabilize HBV RNA. Here, we utilized a potent small-molecule AB-452 as a chemical probe, along with genetic analyses to dissect the individual roles of PAPD5/7 in HBV RNA stability. AB-452 inhibits PAPD5/7 enzymatic activities and reduces HBsAg both in vitro (EC 50 ranged from 1.4 to 6.8 nM) and in vivo by 0.93 log10. Our genetic studies demonstrate that the stem-loop alpha sequence within PRE is essential for both maintaining HBV poly(A) tail integrity and determining sensitivity towards the inhibitory effect of AB-452. Although neither single knock-out (KO) of PAPD5 nor PAPD7 reduces HBsAg RNA and protein production, PAPD5 KO does impair poly(A) tail integrity and confers partial resistance to AB-452. In contrast, PAPD7 KO could not result in any measurable phenotypic changes, but displays a similar antiviral effect as AB-452 treatment when PAPD5 is depleted simultaneously. PAPD5/7 double KO confers complete resistance to AB-452 treatment. Our results thus indicate that PAPD5 plays a dominant role in stabilizing viral RNA by protecting the integrity of its poly(A) tail, while PAPD7 serves as a second line of protection. These findings inform PAPD5 targeted therapeutic strategies and open avenues for further investigating PAPD5/7 in HBV replication. Importance Chronic hepatitis B affects more than 250 million patients and is a major public health concern worldwide. HBsAg plays a central role in maintaining HBV persistence and as such, therapies reducing HBsAg have been extensively investigated. PAPD5/7 targeting inhibitors, with oral bioavailability, represent an opportunity to reduce both HBV RNA and HBsAg. Here we uncover that the SLα sequence is required for HBV poly(A) tail integrity and RNA stability, and that the antiviral activity of AB-452 mimics the SLα mutants. Although PAPD5 and PAPD7 regulate HBV RNA stability, it remains unclear how they coordinate in stabilizing HBV RNA. Based on our studies, PAPD5 plays a dominant role to stabilize viral RNA by protecting the integrity of its poly(A) tail, while PAPD7 serves as a backup protection mechanism. Our studies may point out a direction towards developing PAPD5-selective inhibitors that could be used effectively to treat chronic hepatitis B.