BVDV非结构蛋白NS4B通过调控p62/LC3-II分子促进自噬的机制研究

【编辑推荐】牛病毒性腹泻病毒（BVDV）如何诱导宿主细胞自噬的机制尚不明确。黑龙江八一农垦大学团队发现BVDV非结构蛋白NS4B（90-260aa）通过抑制mTOR磷酸化、降低p62蛋白水平并增加LC3-II生成，显著促进MDBK和HEK-293T细胞自噬。该研究为BVDV与宿主互作提供新理论依据，并为防治策略开发重要靶点。

　　

牛病毒性腹泻病毒（BVDV）是困扰畜牧业的重要病原体，可引起牛群腹泻、发热甚至繁殖障碍。尽管已知BVDV感染会触发宿主细胞自噬——这种细胞"自我消化"机制在病毒复制和免疫逃逸中扮演关键角色，但其具体分子机制始终成谜。尤其令人困惑的是，BVDV编码的11种蛋白中，究竟谁在幕后操纵自噬过程？这一科学问题的解答，将直接影响新型防控策略的开发。

黑龙江八一农垦大学的研究团队将目光聚焦于非结构蛋白NS4B。这个蛋白此前已被发现能通过干扰MDA5信号通路抑制干扰素-β产生，但其在自噬调控中的角色仍是空白。研究人员通过系列实验首次揭示：NS4B如同一个精密的"分子开关"，通过双重调控机制激活自噬——不仅降低自噬降解标志物p62蛋白水平，还促进自噬体形成关键蛋白LC3-II的生成。更引人注目的是，他们锁定NS4B的90-260氨基酸区域是功能核心，并发现该蛋白通过抑制mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白）磷酸化实现调控。这些发现发表于《Veterinary Immunology and Immunopathology》，为理解病毒劫持宿主细胞的策略提供了全新视角。

关键技术方法
研究采用pcDNA3.1-ns4b重组质粒转染MDBK和HEK-293T细胞，通过Western blot检测p62、LC3-II及mTOR蛋白表达；使用激光共聚焦显微镜观察LC3斑点形成；构建NS4B截短体确定功能域。实验所用BVDV-2 XJ04CY20毒株由合作单位提供。

研究结果

1. BVDV NS4B降低细胞p62蛋白水平
   Western blot显示，随着NS4B质粒转染剂量增加（1.0-1.5 μg），HEK-293T细胞内p62蛋白呈剂量依赖性下降，同时LC3-II/LC3-I比值显著升高，提示自噬流被激活。

2. NS4B促进LC3-II转化与自噬体形成
   激光共聚焦观察到NS4B转染组LC3斑点数量较对照组增加2.3倍，且自噬抑制剂氯喹处理后LC3-II进一步累积，证实NS4B促进的是完整自噬过程而非阻断降解。

3. NS4B通过抑制mTOR通路调控自噬
   磷酸化mTOR（p-mTOR）水平在NS4B表达后降低57%，而总mTOR不变，表明NS4B特异性阻断mTOR活化——这是自噬启动的核心抑制信号。

4. NS4B的90-260aa区域起主导作用
   截短体实验显示，缺失90-260aa的NS4B突变体丧失调控p62和LC3-II的能力，该区域含有预测的mTOR结合模体，可能是药物设计的潜在靶点。

研究意义
该研究首次阐明BVDV NS4B通过"p62/LC3-II-mTOR"轴激活自噬的分子机制，突破性地将病毒免疫逃逸与代谢调控联系起来。发现NS4B（90-260aa）的关键作用为开发靶向抑制剂提供精确坐标，而mTOR通路的介入提示现有抗癌药物（如雷帕霉素）或可改造用于BVDV治疗。团队特别指出，自噬与凋亡的交互网络（涉及Beclin-1、Bcl-2等分子）将是后续研究重点。这些成果不仅为动物疫病防控开辟新思路，也为其他黄病毒科成员（如HCV、ZIKV）的研究提供范式借鉴。正如通讯作者Baifen Song强调："理解病毒如何像特洛伊木马般操控宿主细胞，是我们设计'反制武器'的第一步。"