PGK1通过增强β-catenin信号通路调控牛α疱疹病毒1潜伏感染的新机制

《The Veterinary Journal》：Phosphoglycerate kinase 1 stimulates β-catenin signaling, which is further enhanced by the transfection of bovine alphaherpesvirus 1 latency-related protein ORF2

本研究揭示了宿主因子磷酸甘油酸激酶1（PGK1）在牛α疱疹病毒1型（BoAHV-1）潜伏感染中的关键作用。研究发现病毒潜伏相关蛋白ORF2通过上调PGK1表达，协同增强β-catenin信号通路的活化（表现为p-β-catenin(S552)水平升高），进而促进Bcl-2和survivin等抗凋亡因子表达，为阐明病毒潜伏机制提供了新视角。

　　

亮点

细胞和病毒

MDBK细胞购自中国典型培养物保藏中心（上海），Neuro-2A细胞由浙江大学潘冬立教授惠赠。这些细胞常规使用添加10%胎牛血清（FBS）的DMEM培养基进行培养和传代。BoAHV-1毒株NJ-16-1分离自牛精液样本，并在MDBK细胞中增殖。病毒储备液分装后于-70°C保存直至使用。

在犊牛三叉神经节神经元中急性和潜伏病毒感染期间PGK1蛋白表达的检测

为探究PGK1是否潜在参与病毒潜伏，我们通过免疫组化检测了经历BoAHV-1急性感染或潜伏感染犊牛的三叉神经节（TG）组织中的PGK1蛋白。犊牛分别感染病毒4天（急性期）和60天（潜伏期）。如图1A所示，无论病毒感染与否，均能在部分TG神经元中检测到PGK1蛋白。值得注意的是，在潜伏感染犊牛的TG神经元细胞核中观察到显著的PGK1染色，并且与p-β-catenin(S552)（β-catenin激活的标志）共定位。这表明在潜伏感染期间，PGK1和激活的β-catenin在神经元细胞核中共存。

讨论

β-catenin是一种细胞转录因子，能够刺激一系列基因（如survivin和Bcl-2）的转录，从而促进细胞存活。BoAHV-1增殖性感染可激活β-catenin信号通路，表现为p-β-catenin(S552)磷酸化水平升高（这是β-catenin激活的标志），并在体外刺激β-catenin依赖性转录。本研究首次在蛋白层面证明，在BoAHV-1潜伏感染的犊牛TG神经元细胞核中，PGK1与p-β-catenin(S552)共存。我们进一步通过质粒转染发现，PGK1能增加p-β-catenin(S552)的蛋白水平，并增强β-catenin依赖性转录活性。更重要的是，ORF2可以进一步增强PGK1对β-catenin依赖性转录活性的刺激作用，这部分归因于ORF2可以上调PGK1的表达。此外，我们发现PGK1正向调控Bcl-2和survivin的表达，这两者都是β-catenin的下游效应因子，在促进细胞存活中起关键作用。综上所述，我们的数据表明，ORF2通过上调PGK1表达，进而增强β-catenin信号通路及其下游抗凋亡蛋白的表达，这可能是ORF2促进BoAHV-1潜伏的一种新机制。未来的研究需要直接在潜伏感染的动物模型中验证PGK1在病毒潜伏建立和维持中的具体作用。

结论

总之，我们的研究结果表明，在BoAHV-1潜伏感染的神经元中，PGK1与激活的β-catenin在细胞核内共存。PGK1能增强β-catenin依赖性转录活性，而病毒潜伏相关蛋白ORF2通过上调PGK1表达，进一步强化了这一过程。这提示PGK1在ORF2调控β-catenin信号通路中扮演了重要角色，可能参与了病毒潜伏的调控。这为理解BoAHV-1潜伏感染的分子机制提供了新的见解。