CD44通过巨胞饮作用介导口蹄疫病毒内化的分子机制研究

本研究揭示了CD44在口蹄疫病毒(FMDV)感染中的关键作用。兰州兽医研究所团队通过多组学技术证实，CD44通过与病毒衣壳蛋白VP2/VP3互作并激活PAK1信号通路，促进FMDV通过巨胞饮途径(macropinocytosis)入侵宿主细胞。该发现为理解病毒入侵机制提供了新视角，并为疫苗研发提供了潜在靶点。

　　

口蹄疫病毒(FMDV)作为小RNA病毒科的重要病原体，对全球畜牧业造成严重威胁。尽管已知该病毒通过巨胞饮作用(macropinocytosis)进入细胞，但调控这一过程的关键宿主蛋白及其下游信号通路仍不明确。特别值得注意的是，作为跨膜受体的CD44在多种病原体感染中发挥重要作用，但其在FMDV入侵中的具体机制仍是未解之谜。

兰州兽医研究所的研究团队在《Veterinary Research》发表的研究中，系统阐明了CD44介导FMDV入侵的分子机制。通过构建基因敲除/过表达模型结合共聚焦显微成像技术，首次发现CD44特异性促进FMDV在BHK-21细胞中的内化过程，而与病毒吸附无关。研究采用FITC-葡聚糖摄取实验和细胞骨架染色证实，CD44缺失会显著抑制病毒诱导的巨胞饮特征（如膜皱褶形成）。

关键实验技术包括：1）siRNA基因沉默和质粒过表达技术；2）病毒吸附/内化定量PCR检测；3）免疫共沉淀-质谱联用技术鉴定互作蛋白；4）分子对接模拟CD44-VP2/VP3相互作用；5）磷酸化蛋白印迹分析信号通路激活。研究使用的FMDV O型毒株来自OIE/国家口蹄疫参考实验室。

CD44是BHK-21细胞中FMDV内化所必需的
通过吸附/内化实验发现，CD44过表达使病毒内化效率提升2.3倍，而抗体阻断或基因沉默则降低60%以上。激光共聚焦显示FMDV入侵可诱导CD44从膜定位转为胞内分布，这一过程可被巨胞饮抑制剂EIPA特异性阻断。

巨胞饮抑制剂阻碍CD44内化及病毒感染
EIPA处理不仅抑制CD44内化（抑制率75%），还显著降低病毒载量（TCID₅₀下降2个数量级）。F-肌动蛋白染色显示，病毒感染诱导的典型膜皱褶在抑制剂处理后消失，证实FMDV依赖巨胞饮途径入侵。

CD44通过巨胞饮作用促进FMDV内化
共定位分析显示CD44、FMDV与巨胞饮标记物葡聚糖10K存在三重共定位。CD44沉默使FITC-葡聚糖摄取量减少68%，并显著抑制膜皱褶形成。免疫共沉淀质谱鉴定出巨胞饮关键效应蛋白Rabankyrin-5与CD44存在相互作用。

CD44介导FMDV巨胞饮内化的过程
研究发现CD44特异性结合病毒衣壳蛋白VP2/VP3（结合能-8.5 kcal/mol），而与主要受体结合蛋白VP1无互作。病毒感染诱导CD44酪氨酸磷酸化，进而激活下游PAK1（Thr⁴²³位点磷酸化水平提升3.1倍），形成"CD44-PAK1"信号轴。

该研究首次阐明CD44作为"病毒感受器"的新功能：通过识别FMDV衣壳蛋白触发自身磷酸化，进而激活PAK1依赖性巨胞饮途径。这一发现不仅解析了FMDV入侵的分子开关，还为开发阻断病毒内化的新型疫苗佐剂提供了理论依据。鉴于CD44在多种病毒感染中的保守性，该机制可能为广谱抗病毒策略提供新思路。