塞内卡病毒3C和3D蛋白协同诱导铁死亡以促进病毒复制的机制研究

《Cellular and Molecular Life Sciences》：Synergetic contributions of Seneca Valley virus 3 C and 3D proteins to induction of ferroptosis for viral replication

本研究聚焦塞内卡病毒(SVV)感染诱导的铁死亡机制，揭示了SVV 3C蛋白酶通过降解GPX4、3D蛋白通过增强NCOA4介导的铁蛋白自噬协同激活铁死亡通路的重要发现。研究人员通过多组学技术证实抑制铁死亡可显著降低病毒复制效率，为抗病毒治疗提供了新型靶点。

　　

在全球养猪业面临严峻挑战的背景下，塞内卡病毒(Seneca Valley virus, SVV)引起的猪水疱性疾病已成为重大威胁。这种病毒属于小RNA病毒科，其引发的临床症状与口蹄疫等重大疫病难以区分，给疫病诊断和防控带来极大困难。更令人担忧的是，目前对SVV致病机制的认知仍存在大量空白。铁死亡(ferroptosis)作为一种新发现的程序性细胞死亡方式，在病毒感染中的作用逐渐受到关注，但其在SVV感染过程中的具体角色尚未明确。

发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》的这项研究深入探讨了SVV感染与铁死亡之间的内在联系。研究人员发现SVV感染能够成功诱导铁死亡，表现为脂质过氧化、活性氧(ROS)积累和谷胱甘肽(GSH)耗竭等典型特征。机制上，GPX4(谷胱甘肽过氧化物酶4)和核受体共激活因子4(NCOA4)介导的铁蛋白自噬(ferritinophagy)是这一过程的关键调控因素。

为开展此项研究，团队运用了多种关键技术方法：包括使用荧光探针检测细胞内ROS和线粒体膜电位，通过蛋白质印迹分析关键蛋白表达，利用免疫共沉淀技术验证蛋白质相互作用，采用实时定量PCR检测基因转录水平，以及通过免疫荧光观察蛋白质定位和共定位情况。病毒滴度通过TCID₅₀方法测定，细胞活性通过CCK-8法评估。

SVV感染诱导铁死亡

研究发现SVV感染以剂量和时间依赖方式显著增加脂质ROS生成，这一现象可通过铁死亡抑制剂Fer-1得到有效逆转。感染后细胞活力下降，GSH水平降低，而MDA和LDH水平升高，充分证实了铁死亡的发生。

SVV诱导的铁死亡与ROS积累相关

SVV感染引起细胞内和线粒体内ROS显著积累，线粒体膜电位降低，表明铁死亡过程伴随氧化应激和线粒体功能障碍。NAC和Fer-1处理能够抑制ROS产生，说明ROS在SVV诱导的铁死亡中起关键作用。

SVV通过诱导GPX4降解引发铁死亡

时序实验显示SVV感染导致GPX4和FTH1蛋白水平随时间推移而降低，而TFR1和NCOA4表达上调。抑制铁死亡显著损害SVV复制，反之铁死亡诱导剂erastin促进病毒复制，表明铁死亡对SVV增殖至关重要。

NCOA4介导的铁蛋白降解促进SVV复制

自噬抑制剂Baf A1和CQ能够阻断SVV诱导的GPX4和FTH1降解，抑制TFR1和NCOA4表达。敲低NCOA4可抑制SVV诱导的FTH1降解和LC3-II转化，而过表达TFR1和NCOA4促进病毒复制。

SVV 3C靶向GPX4轴进行降解

SVV 3C蛋白酶能够诱导GPX4降解，且这一过程依赖其蛋白酶活性。抑制剂实验表明3Cpro通过caspase途径而非蛋白酶体或溶酶体途径介导降解。

SVV 3D通过NCOA4介导的FTH1降解诱导铁蛋白自噬

SVV 3D蛋白上调NCOA4表达，并与NCOA4共定位形成点状结构。3D能够增强NCOA4-FTH1相互作用，促进NCOA4-TAX1BP1复合物形成，从而驱动铁蛋白自噬。

研究结论表明，SVV感染通过诱导ROS积累、脂质过氧化和GSH耗竭使细胞对铁死亡敏感。病毒3C和3D蛋白协同作用，分别靶向GPX4降解和促进NCOA4介导的铁蛋白自噬，共同诱导铁死亡发生。这一发现不仅深化了对SVV致病机制的理解，也为开发针对铁代谢的抗病毒策略提供了新思路。

该研究的重要意义在于首次系统阐述了SVV通过协同机制调控铁死亡的分子通路，揭示了病毒蛋白多重功能的新层面，为理解小RNA病毒科病原体的致病机制提供了重要参考。针对铁死亡关键节点的干预策略可能成为未来抗SVV感染的新型治疗方向。