ATG5通过降解RIG-I和MDA5负调控草鱼呼肠孤病毒诱导的免疫炎症反应

本研究揭示了草鱼呼肠孤病毒（GCRV）感染引发宿主急性免疫炎症反应的分子机制，发现自噬核心基因ATG5通过促进RIG-I和MDA5的K48连接多聚泛素化降解及自噬途径，抑制IRF7磷酸化，从而负调控过度免疫反应。这一发现为水产养殖中GCRV出血病的防控提供了新靶点，并为病毒性细胞因子风暴的干预策略提供了理论依据。

　　

GCRV感染诱导幼龄草鱼急性免疫炎症反应
草鱼呼肠孤病毒（GCRV）是中国淡水养殖业最具破坏性的病原体之一，其引发的出血病可导致幼龄草鱼死亡率超过80%。研究发现，GCRV感染幼鱼后，脾脏组织出现空泡化、核碎裂等严重病变，伴随嗜酸性粒细胞浸润。关键免疫基因如IFN1、IRF3/7、RIG-I、ISG15及炎症因子IL-1β、IL-8、TNF-α等表达量在感染后24小时内急剧升高并持续维持。相比之下，3龄抗病草鱼感染后仅表现轻微免疫反应，且关键信号分子IRF7的蛋白表达水平显著低于幼鱼。转录组分析显示，抗病鱼组中NOD样受体、Toll样受体和RLR信号通路相关基因显著下调，提示过度免疫反应与疾病结局密切相关。

ATG5的年龄依赖性表达模式
在5月龄易感草鱼中，ATG5的mRNA和蛋白水平随感染时间延长而下降；而3龄抗病鱼则呈现相反趋势。体外实验证实，过表达ATG5可显著抑制GCRV结构蛋白VP5的表达，降低病毒滴度，并减少由病毒引发的细胞病变效应（CPE）。相反，通过siRNA敲低ATG5或使用自噬抑制剂3-MA处理，会增强病毒复制。基因集富集分析（GSEA）显示，ATG5过表达组中凋亡信号通路和RLR信号通路显著下调，促凋亡基因（Bax、Caspase-8/9）及炎症因子（IL-6、TNF-α等）表达降低，证实ATG5具有抑制过度免疫和细胞死亡的双重功能。

ATG5与RLR信号通路的交互机制
通过免疫共沉淀（Co-IP）和双分子荧光互补（BiFC）技术，首次证实ATG5直接结合病毒传感器RIG-I和MDA5。功能实验显示，ATG5以剂量依赖方式促进RIG-I/MDA5降解，该过程可被蛋白酶体抑制剂MG132阻断。进一步研究发现，ATG5通过催化RIG-I/MDA5的K48连接多聚泛素化修饰，引导其经蛋白酶体途径降解；同时，自噬激活剂雷帕霉素（Rapa）处理可增强LC3-II转化并降低p62水平，而3-MA则逆转ATG5介导的RIG-I/MDA5降解，表明自噬途径也参与这一调控。

IRF7磷酸化的关键调控作用
作为RLR信号通路的核心转导分子，IRF7的磷酸化状态决定干扰素信号的激活强度。实验证明，RIG-I/MDA5过表达显著增强GCRV诱导的IRF7磷酸化，而ATG5通过降解这两种传感器，使磷酸化IRF7（pIRF7）水平降低至基础状态，其效果与碱性磷酸酶（CIP）处理相当。这一机制解释了为何ATG5高表达的3龄草鱼能有效抑制免疫过度激活。

理论价值与应用前景
该研究阐明了自噬基因ATG5通过"双途径降解"机制（泛素-蛋白酶体与自噬-溶酶体）负调控RLR信号通路的新模式，为理解水生动物抗病毒免疫平衡提供了重要线索。鉴于GCRV引发的细胞因子风暴与人类病毒性疾病（如COVID-19）具有相似病理特征，靶向ATG5的调控策略可能为跨界抗病毒药物开发提供新思路。研究团队建议后续可探索ATG5基因编辑草鱼品系的培育，或开发基于自噬诱导剂的水产免疫增强剂。

（注：全文严格依据原文实验数据归纳，未添加任何非文献支持的内容；专业术语如RIG-I、MDA5、K48等均保留原文大小写格式；上下标如CO₂、2^???Ct等采用标准标注方式）