Autophagy:西北农林科技大学孙亚妮/赵钦发现非洲猪瘟病毒蛋白伪装成“清洁工”,劫持细胞自噬系统破坏免疫防线


非洲猪瘟病毒(ASFV)采用复杂的策略促进其在宿主体内的复制,然而其潜在机制尚未完全阐明。

2026年4月6日,西北农林科技大学孙亚妮和赵钦共同通讯在Autophagy 在线发表题为“African swine fever virus pE199L, as a mitophagy receptor, suppresses antiviral innate immunity to promote viral replication”的研究论文。该研究证实,ASFV编码的pE199L蛋白作为一种潜在的线粒体自噬受体,通过结构模拟破坏先天免疫。pE199L蛋白通过其C端疏水结构域(第155–199位氨基酸)定位于线粒体,并通过促进DNM1L/Drp1磷酸化诱导线粒体分裂。重要的是,pE199L包含三个LC3相互作用区(LIRs:W35–I38、F157–L160、F193–L196),这些区域介导了关键免疫适配蛋白的自噬降解。

具体而言,pE199L介导了TBK1(cGAS-STING1通路)和MAVS(RLR-MAVS通路)的线粒体自噬清除,从而抑制I型干扰素的产生并增强病毒复制。这一双重降解机制通过使用自噬抑制剂的挽救实验以及对LIR突变体的功能实验得到了证实。作者鉴定出pE199L是ASFV编码的第一个经典线粒体自噬受体,揭示了一种新的免疫逃逸策略,并为抗病毒疫苗开发提供了一个潜在靶点。


非洲猪瘟(African swine fever, ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASFV)感染引起的一种急性、高度接触性、致死性传染病。迄今为止,ASFV已在非洲、欧洲和亚洲的多个国家广泛传播。近期出现的毒力减弱型及重组型ASFV毒株进一步复杂化了其流行病学格局。目前,除越南外,大多数国家尚无有效的ASF疫苗。因此,防控策略主要依赖于加强生物安全措施以遏制病毒传播。ASFV是一种有囊膜的双链DNA病毒,是非洲猪瘟病毒科(Asfarviridae)的唯一成员。其基因组长度约为170–193 kb,编码150–200种蛋白,包括68种结构蛋白和100多种非结构蛋白。ASFV庞大的基因组编码能力及其复杂的病毒粒子结构,为深入理解其生物学特性与致病机制带来了重大挑战。因此,许多关键ASFV蛋白的生物学功能尚未完全阐明,这限制了作者开发更有效防控策略的进展。

病毒感染是病毒与其宿主之间持续不断的斗争过程。为规避宿主防御,病毒进化出多种策略,特异性靶向干扰素介导的免疫应答。线粒体抗病毒信号蛋白(mitochondrial antiviral signaling protein, MAVS)和TANK结合激酶1(TANK binding kinase 1, TBK1)是宿主抵御病毒的先天免疫防御的核心组分。当RIG-I样受体(RIG-I-like receptors, RLRs)识别病毒RNA,或通过cGAS-STING1通路检测到病毒DNA时,定位于线粒体外膜的MAVS和位于内质网的STING1作为关键的适配蛋白,激活下游信号级联反应,导致TBK1磷酸化。随后,被激活的干扰素调节因子3(IRF3)易位至细胞核,驱动I型干扰素(type I interferons, IFN-I)和促炎细胞因子的表达,这对于建立抗病毒免疫至关重要。研究表明,多种病毒采用不同机制来抑制宿主IFN-I应答,从而在感染过程中逃避抗病毒先天免疫。ASFV的MGF505-7R、pB318L和CD2v通过靶向STING1抑制cGAS-STING1介导的IFN-I产生。ASFV p17则通过同时靶向RLR-MAVS和cGAS-STING1通路来抑制IFN-I产生。尽管大量ASFV蛋白已被证实可抑制宿主先天免疫,但剔除这些基因的疫苗仍保留致病性。这些发现表明,作者仍需持续努力以鉴定新的病毒免疫调节因子。

非洲猪瘟病毒利用线粒体自噬来抑制干扰素反应并增强病毒复制(图片源自Autophagy

线粒体自噬(mitophagy)是自噬的一种选择性形式,专门降解功能失调或过剩的线粒体。PTEN诱导激酶1(PTEN induced kinase 1, PINK1)募集帕金蛋白(parkin RBR E3 ubiquitin protein ligase, PRKN/PARK2)至受损线粒体,促进线粒体蛋白的泛素依赖性降解,最终触发线粒体自噬。此外,受体驱动的线粒体自噬由含有LC3相互作用区(LC3-interaction regions, LIRs)的蛋白直接介导,这些蛋白包括抑制素2(prohibitin 2, PHB2)、BCL2相互作用蛋白3(BCL2 interacting protein 3, BNIP3)、BCL2相互作用蛋白3样蛋白(BCL2 interacting protein 3 like, BNIP3L/Nix)以及FUN14结构域包含蛋白1(FUN14 domain containing 1, FUNDC1)。
有趣的是,多种病毒进化出机制来利用这一通路。例如,人副流感病毒3的基质蛋白M、呼吸道合胞病毒非结构蛋白1以及甲型流感病毒PB1-F2蛋白可直接结合微管相关蛋白1轻链3(microtubule associated protein 1 light chain 3, MAP1LC3/LC3)以诱导线粒体自噬。近期证据表明,线粒体自噬作为一种保护性免疫机制,可限制病毒复制。相反,病毒也可利用线粒体自噬来逃避免疫监视并促进自身复制。鉴于线粒体自噬在病毒感染中的双重作用及其重要性,ASFV利用线粒体自噬对病毒复制的影响有待进一步研究。虽然已知ASFV p17蛋白可通过线粒体自噬导致MAVS降解,从而抑制先天免疫以促进病毒复制,但其他ASFV编码因子是否利用线粒体自噬通路来调控宿主防御并增强复制,目前仍不清楚。特别是,ASFV是否编码一种类似于甲型流感病毒PB1-F2、可作为线粒体自噬受体来诱导线粒体自噬以促进病毒复制的蛋白,目前仍是未知的。

ASFV pE199L(亦称为j18L)是一种多功能的晚期表达蛋白,定位于病毒工厂,参与病毒粒子的组装和核心侵入。除上述功能外,pE199L可触发线粒体结构崩溃、膜电位耗散和过度碎片化,从而激活线粒体依赖性细胞凋亡。此外,该蛋白通过与宿主蛋白PYCR2相互作用促进自噬。尽管这些机制凸显了pE199L的多功能性,但其在影响线粒体介导的先天免疫方面的潜在作用尚未被探索。本研究证实,ASFV pE199L通过分子模拟细胞受体来利用线粒体自噬,同时抑制抗病毒信号传导。至关重要的是,pE199L通过线粒体自噬清除介导了TBK1和MAVS的降解。综上所述,这些发现确立了pE199L驱动的线粒体自噬是ASFV致病机制中一种新型的免疫逃逸机制。

原文链接:https://doi.org/10.1080/15548627.2026.2654982


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