整合素β1通过促进MDA5寡聚化激活I型干扰素信号通路抑制猪流行性腹泻病毒复制

《Journal of Virology》：The integrin protein ITGβ1 effectively suppresses porcine epidemic diarrhea virus replication through facilitating MDA5 oligomerization and subsequent activation of the type I interferon signaling pathway

本研究首次揭示整合素β1（ITGβ1）作为宿主抗病毒蛋白通过调控MDA5介导的RLR信号通路抑制PEDV复制的分子机制。研究发现PEDV感染通过转录因子c-Myc上调ITGβ1表达，ITGβ1通过其胞质尾区与MDA5的2CARD结构域相互作用，促进MDA5寡聚化，进而激活MAVS-TBK1-IRF3/NF-κB信号轴，诱导I型干扰素（IFN-I）产生。该研究为理解整合素蛋白在天然免疫中的新功能提供了重要证据，为抗PEDV药物研发提供了新靶点。

　　

PEDV感染上调ITGβ1表达

研究发现在Vero和LLC-PK1细胞中，PEDV感染能够显著上调ITGβ1的mRNA和蛋白表达水平。通过不同感染复数（MOI）和时间点的实验证实，ITGβ1的表达随着病毒感染剂量和时间增加而上升，表明PEDV感染确实能够诱导ITGβ1的表达。

PEDV感染通过c-Myc上调ITGβ1表达

为了探究ITGβ1上调的机制，研究人员克隆了ITGβ1基因的启动子区域，并通过荧光素酶报告基因实验鉴定出-895至-864 nt为核心启动子区域。利用JASPAR数据库预测发现该区域存在多个转录因子结合位点，包括USF1、c-Myc、ID2等。进一步的实验表明，在PEDV感染后，c-Myc的mRNA水平显著上调，且过表达c-Myc能够显著增强ITGβ1启动子活性，而敲低c-Myc则降低ITGβ1表达，证明c-Myc是调控ITGβ1表达的关键转录因子。

过表达ITGβ1有效抑制PEDV复制

与以往研究报道的ITGβ1促进病毒入侵的作用相反，本研究发现ITGβ1过表达显著抑制PEDV在LLC-PK1和Vero细胞中的复制。Western blotting、qPCR和病毒滴度测定均显示，ITGβ1过表达细胞中PEDV N蛋白表达、病毒mRNA拷贝数和子代病毒滴度均显著降低。在ITGβ1过表达的细胞系中，即使在不同MOI感染条件下，PEDV的复制也受到明显抑制。

ITGβ1敲低增强PEDV复制

为了进一步验证ITGβ1的抗病毒功能，研究人员通过siRNA敲低内源性ITGβ1表达，发现ITGβ1敲低后PEDV复制显著增强。在ITGβ1敲除的LLC-PK1细胞系中，PEDV的复制能力进一步增强，病毒滴度最高增加了17.92倍，表明ITGβ1确实具有抑制PEDV复制的功能。

ITGβ1是PEDV诱导抗病毒反应的关键分子

在ITGβ1过表达细胞中，PEDV感染诱导的IFN-β mRNA水平显著升高；而在ITGβ1敲除细胞中，IFN-β的产生受到明显抑制。此外，ITGβ1缺陷细胞中PEDV病毒载量更高，说明ITGβ1通过调控IFN-I产生来抑制病毒复制。

ITGβ1增强SeV诱导的IFN-β产生

通过荧光素酶报告基因实验发现，ITGβ1过表达能够增强SeV诱导的IFN-β启动子活性。进一步机制研究表明，ITGβ1以剂量依赖的方式增强SeV诱导的IRF3和NF-κB启动子活性，并促进TBK1、IRF3和NF-κB的磷酸化及核转位。

ITGβ1增强MDA5介导的IFN-β产生

研究人员发现ITGβ1 specifically增强MDA5及其下游信号分子（MAVS、TBK1、IKKα）介导的IFN-β启动子活性，而对RIG-I和MyD88介导的IFN-β产生没有显著影响。这表明ITGβ1主要通过靶向MDA5来促进IFN-I产生。

ITGβ1增强dsRNA诱导的IFN-β产生

利用poly(I:C)模拟病毒dsRNA，研究发现ITGβ1与MDA5协同增强poly(I:C)诱导的IFN-β产生。在ITGβ1敲除细胞中，poly(I:C)诱导的IFN-β表达显著降低，而重新导入ITGβ1后能够恢复IFN-β的产生。

ITGβ1与MDA5相互作用并促进其寡聚化

Co-IP和免疫荧光实验证实ITGβ1与MDA5存在直接的物理相互作用。结构域分析表明ITGβ1通过其胞质尾区（729-798 aa）与MDA5的2CARD结构域结合。更重要的是，ITGβ1能够显著促进MDA5的寡聚化，这是MDA5激活的关键步骤。

讨论与展望

本研究首次报道了ITGβ1作为宿主抗病毒蛋白通过促进MDA5寡聚化来激活IFN-I信号通路的新功能。与传统认知不同，ITGβ1在PEDV感染中发挥抗病毒作用而非促进病毒入侵。这一发现不仅拓展了对整合素蛋白功能的认识，也为开发抗PEDV感染的新策略提供了理论依据。基于这些发现，针对ITGβ1的小分子激动剂或抗体可能成为增强早期抗病毒免疫应答的有效手段。