肠道病毒71型通过激活钙池操纵性钙内流（SOCE）和线粒体呼吸促进病毒高效复制的机制研究

这篇研究揭示了肠道病毒71型（EV71）通过病毒蛋白2B介导的内质网钙耗竭，激活钙池操纵性钙内流（SOCE）通路（STIM1-Orai1相互作用），诱导胞质钙（Ca2+）升高并驱动线粒体钙内流，进而上调电子传递链（ETC）基因表达、增强ATP生成，最终促进病毒复制和凋亡依赖性释放。研究首次阐明SOCE-线粒体钙信号轴在EV71生命周期中的时空调控作用，为广谱抗肠道病毒药物开发提供新靶点。

　　

ABSTRACT
肠道病毒（EV）感染通过破坏细胞钙（Ca²⁺）稳态促进自身复制。研究以EV71为模型，发现其2B蛋白定位于内质网（ER），通过耗竭ER钙库激活钙池操纵性钙内流（SOCE）——STIM1感知ER钙耗竭后与质膜（PM）钙通道Orai1互作，介导胞外Ca²⁺内流。抑制STIM1-Orai1或敲低任一基因均显著降低病毒诱导的胞质Ca²⁺水平和病毒复制。转录组分析显示SOCE激活后线粒体电子传递链（ETC）基因（如MT-ND4、MT-CYB、MT-COI）显著上调，促进ATP生成和氧消耗率（OCR）增加。线粒体Ca²⁺水平在感染中期（6 h p.i.）升高，通过激活ETC复合体I（CI）活性增强能量代谢；而在感染晚期（12 h p.i.），过量Ca²⁺诱发线粒体钙超载，激活caspase-3/9依赖性凋亡促进病毒释放。该机制在小鼠肠道类器官模型中得到验证，提示SOCE和线粒体Ca²⁺调控可作为抗EV策略。

INTRODUCTION
肠道病毒属（如EV71、柯萨奇病毒）通过2B蛋白形成跨膜孔道耗竭ER钙库，但胞外Ca²⁺内流机制不明。SOCE作为维持ER钙稳态的核心通路，由STIM1（ER钙传感器）和Orai1（PM钙通道）介导。研究假设EV71通过2B激活SOCE，进而调控线粒体功能。

RESULTS

1. EV71诱导Ca²⁺内流依赖SOCE

• 感染后胞质Ca²⁺水平随时间上升，钙螯合剂（BAPTA/EGTA）和SOCE抑制剂AnCoA4显著抑制该现象（0.5 MOI时效果更显著）。
• 时间窗实验显示AnCoA4在感染后3-6小时（病毒复制期）抑制作用最强，提示SOCE主要促进复制而非病毒进入。

1. STIM1-Orai1互作的关键作用

• 共聚焦显微镜显示EV71感染或2B表达促使STIM1（绿色荧光）与Orai1（红色荧光）共定位（Mander系数提高），类似内质网钙泵抑制剂毒胡萝卜素（TG）处理组。
• 敲低STIM1或Orai1使病毒VP1蛋白表达降低60%-70%，病毒滴度下降1个对数级。

1. 线粒体ETC重编程与能量代谢

• RNA-seq发现EV71上调ETC复合体I/III/IV基因（如ND6、CYB、COI），而AnCoA4逆转该效应。
• 海马能量分析仪检测显示感染组OCR和ATP产量增加2倍，AnCoA4或线粒体钙抑制剂钌红（RR）可阻断此效应。
• ATP合酶抑制剂寡霉素剂量依赖性抑制病毒复制，证实能量需求对EV71复制的必要性。

1. 线粒体Ca²⁺的双相调控

• 感染中期（6 h p.i.）：适度Ca²⁺流入线粒体通过MCU增强ETC活性。
• 感染晚期（12 h p.i.）：Ca²⁺超载激活凋亡，AnCoA4处理使细胞存活率从40%恢复至80%，并减少胞外病毒释放（E/T比值下降50%）。

1. 类器官模型验证

• 小鼠肠道类器官感染EV71 MP4株后，AnCoA4处理使病毒抗原阳性细胞减少70%，同时逆转ETC基因表达异常。

DISCUSSION
研究首次绘制EV71劫持SOCE-线粒体Ca²⁺轴的时空动态图谱：中期通过STIM1-Orai1-ETC轴"充电"促进复制，晚期通过钙超载"引爆"凋亡促进释放。该机制在柯萨奇病毒A16/B3等EV中保守，提示靶向宿主钙信号（如AnCoA4）可能成为广谱抗病毒策略。类器官模型为研究病毒-宿主互作提供了生理相关平台。