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登革病毒2型通过调控CDK4/CDK1-Cyclin B1轴干扰巨核细胞周期促进病毒复制的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月31日 来源:Scientific Reports 3.8
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本研究针对登革病毒(DENV)感染导致血小板减少症的关键机制,首次系统揭示了DENV2血清型通过选择性调控巨核细胞(MEG-01)内CDK4、CDK1和Cyclin B1等细胞周期关键蛋白,重塑内复制(endomitosis)进程以促进病毒复制的分子机制。研究人员采用蛋白质微阵列筛选结合基因沉默技术,发现DENV2显著上调CDK4/CDK1-Cyclin B1复合体活性,免疫共沉淀证实病毒增强CDK1-Cyclin B1相互作用,为开发抗DENV靶向疗法提供了新思路。
登革热作为全球最严重的蚊媒传染病之一,每年导致约3.9亿人感染,其中重症登革热患者会出现致命性血小板减少症。这种现象与登革病毒(DENV)对骨髓巨核细胞的侵袭密切相关——这些负责血小板生成的"母细胞"具有独特的"内复制"(endomitosis)能力,通过不完全细胞分裂形成多倍体状态。然而,DENV如何劫持巨核细胞周期调控网络以促进自身复制,一直是未解之谜。美国田纳西大学和克利夫兰诊所的研究团队在《Scientific Reports》发表的研究,首次绘制了DENV2血清型调控人巨核细胞(MEG-01)周期蛋白的全景图谱,揭示了CDK4/CDK1-Cyclin B1轴的关键作用。
研究团队采用蛋白质微阵列技术进行全局筛查,结合qRT-PCR和免疫印迹验证,通过基因沉默和免疫共沉淀等关键技术,系统解析了DENV2感染后巨核细胞周期调控网络的动态变化。
细胞周期调控蛋白选择性被DENV2调制
蛋白质微阵列分析显示,DENV2感染72小时后显著上调17种细胞周期蛋白(包括CDK4、CDK1、Cyclin B1等),同时抑制7种蛋白(如Chk1、GSK3-β)。热图分析证实这些变化具有相位特异性:G1期CDK4上调最显著(70%),而G2/M期CDK1-Cyclin B1复合体活性增强66.6%。
独立基因筛查验证周期蛋白动态变化
时间进程实验发现,CDK1/2/5/6/8及Cyclin A1/B1/E/G1转录本在感染1-5天内持续升高。值得注意的是,CDK4和Cyclin B1在早期(1-3天)显著上调,但第5天回归基线,提示DENV2对周期蛋白的调控具有时序精确性。
关键蛋白互作网络的功能验证
免疫共沉淀首次证实DENV2增强CDK1-Cyclin B1物理相互作用——这对推动细胞进入有丝分裂期至关重要。基因沉默实验显示,敲低CDK4、CDK1或Cyclin B1可使病毒载量降低50%以上,证明这些蛋白是DENV复制必需的"宿主因子"。
这项研究建立了DENV2劫持巨核细胞周期的新范式:病毒通过双管齐下的策略——一方面激活CDK4驱动G1/S期转换,另一方面增强CDK1-Cyclin B1复合体稳定性以干扰内复制进程,最终创造有利于病毒复制的多倍体细胞环境。该发现不仅解释了登革热血小板减少症的细胞机制,更为开发靶向宿主周期蛋白的抗病毒药物提供了理论依据。研究者特别指出,鉴于CDK4/6抑制剂(如帕博西尼)已用于癌症治疗,这类药物或可被重新用于重症登革热的治疗探索。
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