GSDMD与GSDME在猪δ冠状病毒诱导的细胞焦亡和炎症反应中的独特作用机制研究

这篇研究揭示了猪δ冠状病毒（PDCoV）通过激活caspase-1–GSDMD和caspase-3–GSDME双通路触发细胞焦亡（pyroptosis），其中GSDME在炎症反应中占主导作用，而PDCoV编码的3C样蛋白酶（3CLpro ）通过切割GSDMD削弱其抗病毒功能。该研究为理解PDCoV致病机制及靶向GSDMs的药物开发提供了新视角。

　　

PDCoV感染触发GSDMD和GSDME介导的细胞焦亡
研究首次证实猪δ冠状病毒（PDCoV）感染可诱导猪回肠上皮细胞（IPI-2I）和仔猪肠道组织发生典型的细胞焦亡（pyroptosis），表现为乳酸脱氢酶（LDH）释放增加、细胞膜孔洞形成（透射电镜观察）及白细胞介素-1β（IL-1β）分泌升高。通过Western blot分析发现，PDCoV感染导致gasdermin D（GSDMD）和gasdermin E（GSDME）的N端活性片段（GSDMD_N和GSDME_N）显著增加，同时激活caspase-1和caspase-3，提示双通路激活机制。

GSDME在焦亡和炎症反应中的主导作用
通过CRISPR/Cas9构建的基因敲除细胞模型显示，GSDME^-/-
细胞在PDCoV感染后焦亡标志（PI染色阳性率、LDH释放）和炎症因子（IL-6、IL-8）显著降低，而GSDMD^-/-
细胞则呈现相反趋势。过表达实验进一步证实，GSDME_N比GSDMD_N更能强烈诱导促炎细胞因子表达。这表明尽管双通路共存，GSDME在PDCoV致病中起核心作用。

PDCoV nsp5通过切割GSDMD逃逸宿主防御
研究发现PDCoV的非结构蛋白nsp5（3CL^pro
）可特异性切割GSDMD第193位谷氨酰胺（Q193），产生无功能的GSDMD_1-193和GSDMD_194-279片段，而GSDME不受影响。分子动力学模拟显示nsp5与GSDMD_aa188-199
肽段形成稳定氢键。功能实验证明，抗病毒活性仅存在于未被切割的GSDMD-Q193A突变体，野生型GSDMD因被病毒蛋白酶降解而失效。

进化与治疗启示
研究对比了不同物种GSDMs的功能差异：低等动物（如珊瑚）的GSDME具有广谱抗微生物活性，而哺乳动物GSDMD可能通过进化分担了该功能。针对PDCoV的致病特点，靶向抑制GSDME介导的过度炎症或改造抗切割的GSDMD突变体，或成为新型抗病毒策略。电镜和免疫组化数据进一步验证了上述结论在体内的可靠性，为冠状病毒家族致病机制研究提供了范式。

未解问题与展望
文章指出，PDCoV nsp3是否参与GSDME切割、其他GSDMs（如GSDMA）的作用，以及动物模型验证等仍需探索。这些发现不仅阐明了PDCoV与宿主互作的精细调控网络，也为干预冠状病毒引起的肠道病理损伤提供了理论依据。