HIF-1α介导的糖酵解重编程在罗氏沼虾DIV1感染中的关键作用：己糖激酶作为病毒代谢劫持的核心靶点

为揭示Decapod iridescent病毒1（DIV1）通过HIF-1α-MrHK轴劫持宿主糖酵解通路的机制，研究人员通过蛋白质组学、进化分析和功能验证，发现DIV1通过稳定HIF-1α激活己糖激酶（MrHK）启动Warburg效应，抑制剂2-DG使存活率提升至43.33%，为水产抗病毒治疗提供了新靶点。

　　

全球水产养殖业正面临病毒性疾病的严峻挑战，其中Decapod iridescent virus 1（DIV1）对罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）的致死率高达80%，但病毒如何劫持宿主代谢的机制尚不明确。这一问题直接威胁到价值数十亿美元的水产养殖产业，而传统抗病毒策略往往收效甚微。

浙江省"先锋领雁"研发计划支持的研究团队通过多学科方法揭示了DIV1的独特致病机制。研究发现，DIV1会像"代谢海盗"一样，在常氧条件下异常稳定缺氧诱导因子1α（HIF-1α），进而激活宿主的糖酵解通路。这种被称为"Warburg效应"的代谢重编程，为病毒复制提供了充足的原料和能量。

研究人员首先采用定量蛋白质组学技术，在感染DIV1的虾血细胞中鉴定出902个差异表达蛋白，其中糖酵解通路蛋白显著上调。时间序列分析显示，己糖激酶（MrHK）作为"代谢总开关"被特异性诱导，并带动下游整个糖酵解链的同步激活。进化分析发现MrHK在甲壳类中高度保守，具有两个功能性结构域。

关键的干预实验表明，使用己糖激酶抑制剂2-脱氧-D-葡萄糖（2-DG）治疗，可将感染虾的存活率从21.21%提高到43.33%。机制上，DIV1通过三个缺氧响应元件（HRE）激活MrHK启动子，突变核心HRE基序会完全消除启动子活性。当沉默宿主HIF-1α基因时，不仅MrHK表达下降，病毒载量也显著减少。

这项发表在《Developmental》的研究首次完整揭示了DIV1-HIF-1α-MrHK代谢劫持轴，为理解无脊椎动物病毒与宿主的代谢博弈提供了新视角。更重要的是，研究证实靶向宿主代谢酶的抗病毒策略在水产养殖中具有可行性，为开发"宿主导向疗法"奠定了理论基础。这种创新思路不仅适用于DIV1，也可能为其他水产病毒病的防控提供借鉴。

【主要技术方法】

1. 定量蛋白质组学分析感染DIV1的虾血细胞蛋白表达谱
2. 时间序列qRT-PCR和酶活检测糖酵解通路关键基因动态
3. 生物信息学分析MrHK的进化保守性和结构特征
4. 2-DG药物干预和HIF-1α基因沉默的功能验证
5. 双荧光素酶报告系统鉴定HRE调控元件

【研究结果】

1. 蛋白质组学分析：鉴定出902个DEPs，糖酵解通路显著富集
2. 时间动态分析：MrHK呈现阶段特异性诱导，带动全通路激活
3. 结构进化分析：MrHK含两个功能域，在甲壳类中高度保守
4. 药物干预：2-DG抑制MrHK可使病毒载量降低，存活率翻倍
5. 调控机制：DIV1通过HIF-1α-HRE轴激活MrHK转录

【结论与意义】
该研究系统阐明了DIV1通过劫持HIF-1α-MrHK轴重编程宿主糖酵解的分子机制，突破性地将哺乳动物中已知的病毒代谢策略扩展至无脊椎动物系统。发现的HIF-1α-HRE-MrHK调控级联不仅丰富了病毒-宿主互作理论，更开辟了通过代谢干预防控水产病毒病的新途径。研究团队提出的"宿主代谢靶向疗法"概念，为应对日益严峻的水产病毒威胁提供了创新思路。