编辑推荐：
为探究昆虫病毒穿越基底膜（BL）的分子机制，研究人员对家蚕核型多角体病毒（BmNPV）展开研究，发现其膜蛋白 ARIF-1 重塑血细胞突破 BL，有助于理解病毒感染机制。
病毒 “暗战”：BmNPV 突破防线的奇妙之旅
在微观的生物世界里，病毒与宿主之间时刻都在上演着一场看不见的 “战争”。许多病原体和内共生体为了自身的生存和繁衍，会巧妙地利用宿主的各种资源，其中宿主的细胞骨架系统就是它们的 “目标” 之一。它们借助细胞骨架在宿主细胞间转移或感染相邻组织，就像一群狡猾的 “侵略者”，在宿主身体里寻找着最佳的生存空间。
不过，当病毒进入宿主的循环系统后，情况就变得复杂起来。在无脊椎动物中，大部分组织都被基底膜（BL）这层 “坚固的城墙” 所保护，它能阻挡病原体从血淋巴（hemolymph）直接入侵组织。然而，一些昆虫病毒、节肢动物传播的哺乳动物病毒以及昆虫媒介传播的植物病毒，却能神奇地穿过这层屏障，重新进入宿主组织。这一现象让科学家们十分好奇，它们究竟是如何做到的呢？Baculoviruses 作为研究较为深入的昆虫相关病毒，在克服宿主 BL 屏障和引发全身感染方面有独特的机制，但对于它们从宿主血淋巴重新进入组织的过程，我们了解得还很少。
为了揭开这个谜团，研究人员对家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nucleopolyhedrovirus，BmNPV）展开了深入研究。他们发现，BmNPV 的膜蛋白 actin rearrangement-inducing factor 1（ARIF-1）在病毒感染过程中起着关键作用。这一发现为我们理解病毒的传播机制提供了新的视角，相关研究成果发表在Nature Communications上。
在这项研究中，研究人员采用了多种先进的技术方法。他们通过病毒感染实验，将带有绿色荧光蛋白（GFP）标记的重组 BmNPV 注射到家蚕幼虫的血腔内，以此追踪病毒在组织中的传播路径。利用免疫染色技术，结合共聚焦显微镜和扫描电子显微镜观察，他们能够清晰地看到病毒感染细胞的形态变化以及病毒蛋白的定位情况。同时，通过构建重组病毒和基因缺失突变体，研究人员深入探究了 ARIF-1 蛋白的功能。
研究结果表明，BmNPV 能够直接从血淋巴在中央气管区域建立感染，即便存在 BL 屏障也无法阻挡。研究人员发现，ARIF-1 是 alpha baculovirus 通过中央气管区域感染的关键因素。他们通过对比野生型病毒和 arif-1 基因缺失的病毒（hspGFP-ARIFD）感染家蚕幼虫的情况，发现 hspGFP-ARIFD 感染时，气管感染的传播明显延迟，在感染早期，通过中央气管区域的感染灶数量大幅减少。
在脂肪体感染方面，ARIF-1 同样发挥着重要作用。研究人员观察到，hspGFP 和 hspGFP-ARIFD 在脂肪体中都有感染灶，但 hspGFP 感染时，感染灶的数量更多、体积更大。这表明 ARIF-1 有助于在脂肪体或与脂肪体相关的气管分支中产生感染灶，且对形成较大的感染灶至关重要。
进一步研究发现，BmNPV 感染的血细胞会附着在气管的感染灶上。这些附着的血细胞大多是粒细胞，且 ARIF-1 显著促进了血细胞的附着。通过对循环血细胞的检测，研究人员推测感染后约 60% 的循环血细胞因 ARIF-1 诱导而附着在组织表面。
在细胞形态变化上，BmNPV 感染的血细胞会形成丝状伪足样突起（filopodia-like protrusions）和侵袭体样结构（invadosome-like structures），这两种结构都是由 ARIF-1 诱导产生的。免疫染色和 3D 重建图像显示，这些结构中 ARIF-1 与 F-actin 共定位，且在自然感染途径中也会出现。扫描电子显微镜观察发现，感染 hspGFP 的血细胞会形成网状结构，与未感染或感染 hspGFP-ARIFD 的血细胞形态明显不同。
而这些 ARIF-1 诱导产生的结构具有重要功能。研究人员发现，丝状伪足样突起和侵袭体样结构都能穿透 BL 屏障，并且可以作为病毒核衣壳（nucleocapsids）的迁移路径，将病毒核衣壳从感染的血细胞传递到 BL 保护的组织中，效率颇高。
研究人员还对 ARIF-1 蛋白的结构和功能进行了深入研究。他们构建了多种 ARIF-1 部分缺失的重组 BmNPV，发现 ARIF-1 的胞外环和 C 末端胞内区域对诱导 ARIF-1 衍生结构至关重要，缺失这些区域会导致病毒在幼虫体内的传播能力显著下降。
在讨论部分，研究人员提出了 BmNPV 感染的侵入途径工作模型。感染后，循环血细胞表达 ARIF-1 并附着在组织表面，形成丝状伪足样突起和侵袭体样突起，这些突起穿透 BL 屏障并传递核衣壳，从而实现感染的有效传播。此外，研究人员还推测 ARIF-1 衍生结构可能通过分泌酶来降解 BL，这一推测为进一步研究病毒感染机制提供了方向。
同时，该研究首次证明了病毒诱导的侵袭体在无脊椎动物体内的生物学重要性，暗示了侵袭体劫持是病原体实现全身感染的有效策略。ARIF-1 作为一种独特的细胞骨架操纵蛋白，其诱导的两种肌动蛋白细胞骨架重排现象 —— 丝状伪足样突起和通过侵袭体样结构侵入组织，为研究病毒与宿主细胞的相互作用提供了新的方向。而且，ARIF-1 和 vFGF 可能协同促进 BmNPV 的血细胞介导的全身感染，这一发现对于理解病毒感染的分子机制具有重要意义。
总之，这项研究清晰地揭示了 alpha baculovirus 通过血细胞介导的组织入侵的分子机制，为深入理解病毒感染过程提供了关键信息。同时，研究成果也为其他昆虫相关病毒的研究提供了重要线索，有助于我们进一步探索病毒感染的奥秘，为开发新的抗病毒策略奠定了基础。
