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CypA通过下调PKM2表达抑制糖酵解进而阻碍呼吸道合胞病毒复制的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月25日 来源:Journal of Virology 4.0
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这篇研究揭示了宿主蛋白亲环素A(CypA)通过抑制糖酵解关键酶PKM2的表达,阻断呼吸道合胞病毒(RSV)能量劫持的新机制。研究发现RSV感染通过诱导"瓦氏效应"(Warburg effect)促进糖酵解,而CypA依赖其肽脯氨酰顺反异构酶(PPIase)活性下调PKM2,抑制糖酵解并增强I型干扰素(IFNβ)应答,从而有效抑制病毒复制。该研究为靶向宿主代谢的抗病毒策略提供了理论依据。
RSV感染诱导有氧糖酵解
呼吸道合胞病毒(RSV)感染在体内外均展现出典型的代谢重编程现象。体外实验显示,感染RSV-GFP的HEp-2细胞在24-48小时内加速葡萄糖消耗和乳酸生成,同时糖酵解关键分子GLUT1、HK2、PFK-1、LDHA和PKM2的mRNA水平显著上调。临床样本分析进一步证实,RSV感染者外周血单个核细胞(PBMCs)中PKM2表达升高,血浆呈现"高乳酸低葡萄糖"特征,与肿瘤细胞的瓦氏效应(Warburg effect)高度相似。
糖酵解正向调控RSV复制
通过糖酵解抑制剂2-DG和激动剂PS48的干预实验发现,抑制糖酵解可显著降低RSV M2-1蛋白表达和病毒滴度,而激活糖酵解则产生相反效果。基因层面敲低乳酸脱氢酶(LDHA)的实验验证了2-DG的表型,排除了药物脱靶效应的干扰。深入机制研究表明,糖酵解通过负向调控干扰素β(IFNβ)通路促进病毒复制——2-DG处理可增强IRF3磷酸化和IFNβ表达,而PS48则抑制该通路。
CypA通过PKM2调控糖酵解
宿主防御蛋白亲环素A(CypA)被鉴定为关键调控因子。免疫共沉淀证实CypA与糖酵解限速酶PKM2存在直接相互作用。过表达CypA可降低PKM2蛋白水平,减少葡萄糖摄取和乳酸生成,而敲低CypA则逆转该效应。值得注意的是,CypA对PKM2的调控不依赖自噬-溶酶体或泛素-蛋白酶体降解途径,提示可能存在独特的翻译后修饰机制。
CypA-糖酵解-干扰素轴的作用机制
CypA展现出与糖酵解调控高度协同的免疫调节功能:过表达CypA可增强Poly(I:C)诱导的IFNβ分泌,且与2-DG具有协同增效作用;而PPIase活性缺失突变体CypA-R55A或抑制剂环孢素A(CsA)处理均会消除该效应。动物实验进一步证实,2-DG处理可缓解RSV感染小鼠的肺组织病理损伤,减少F4/80+巨噬细胞和CD3+T细胞浸润,该过程伴随PKM2表达下降和IFNβ水平升高。
治疗启示与展望
该研究首次阐明CypA通过"代谢-免疫"双途径抗RSV的分子机制:一方面通过PPIase活性依赖的方式下调PKM2抑制糖酵解,另一方面解除糖酵解对RLR信号通路的抑制,增强I型干扰素应答。这种宿主导向的抗病毒策略可规避病毒变异带来的耐药性问题,为开发靶向CypA的小分子药物提供了新思路。未来研究需进一步解析CypA调控PKM2的具体分子机制,并探索其在其他糖酵解依赖型病毒感染中的普适性。
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