BMAL1通过p38 MAPK通路调控呼吸道合胞病毒感染炎症反应的昼夜节律机制

呼吸道合胞病毒（RSV）是儿童下呼吸道感染的主要病原体，但治疗手段有限。四川大学研究人员通过动物和细胞实验，发现核心生物钟基因BMAL1通过调控p38 MAPK通路抑制RSV感染及炎症反应，为RSV的时间治疗学提供新靶点。该成果发表于《Microbial Pathogenesis》。

　　

呼吸道合胞病毒（RSV）是全球婴幼儿下呼吸道感染的首要病原体，每年导致大量住院病例甚至死亡。尽管其临床危害巨大，但针对RSV的特效治疗手段仍显匮乏。近年来，科学家们逐渐意识到生物钟系统与病毒感染存在密切关联——核心时钟基因不仅调控生理节律，更参与免疫应答的时序调控。然而，关于生物钟如何影响RSV感染的具体机制，特别是核心时钟蛋白BMAL1（脑和肌肉ARNT样蛋白1）的作用路径，仍是未解之谜。

四川大学华西医院国家卫生健康委员会时间生物学重点实验室的研究团队在《Microbial Pathogenesis》发表的最新研究中，首次系统揭示了BMAL1通过p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路调控RSV感染炎症反应的分子机制。这项研究为开发基于昼夜节律的RSV治疗策略提供了重要理论依据。

研究人员综合运用了多种关键技术：通过慢性时差模型（8小时相位提前每2天）诱导小鼠生物钟紊乱；采用腺相关病毒（AAV）鼻腔递送技术构建BMAL1基因敲除小鼠；利用qPCR（定量聚合酶链式反应）和Western blot（蛋白质免疫印迹）检测时钟基因、炎症因子及p38磷酸化水平；结合转录组测序分析差异表达基因；并在人支气管上皮细胞系Beas-2B中验证关键发现。

3.1 RSV感染改变肺部昼夜节律

研究发现，RSV感染显著改变小鼠肺部时钟基因的振荡模式：BMAL1表达上调且节律相位延迟，PER1（周期 circadian 1）峰值从ZT9推迟至ZT13。值得注意的是，病毒载量呈现昼夜波动，其峰值（ZT17）与BMAL1表达高峰同步，而促炎因子IL-1β和TNF-α的爆发（ZT9）恰逢BMAL1表达低谷。p38 MAPK的磷酸化水平在RSV感染组呈现异常波动，提示生物钟可能通过该通路调控炎症反应。

3.2 环境节律紊乱加剧感染

通过建立慢性时差小鼠模型，研究人员观察到昼夜节律破坏导致BMAL1表达下调，伴随RSV病毒载量增加2.3倍。组织病理显示，时差组小鼠肺部炎症细胞浸润更严重，CXCL10（C-X-C基序趋化因子10）等炎症因子表达显著升高，证实生物钟紊乱会恶化RSV感染预后。

3.3 BMAL1基因敲除验证核心作用

通过AAV-shRNA鼻腔递送特异性敲低小鼠肺部BMAL1后，RSV感染组呈现更严重的病理损伤：病毒复制增加1.8倍，IL-1β等促炎因子表达上调3-5倍，肺组织出现广泛炎症浸润。这一结果在Beas-2B细胞模型中得到重复验证，确认BMAL1的保护作用具有跨物种保守性。

3.4 p38 MAPK通路的关键介导作用

转录组分析揭示，BMAL1敲除导致265个差异表达基因富集在p38 MAPK通路。其中，通路负调控因子DUSP1（双特异性磷酸酶1）表达下调40%，伴随p38磷酸化水平升高2.1倍。Western blot显示BMAL1缺失会持续激活p38 MAPK，促使炎症因子过度产生，形成"病毒复制-炎症加重"的恶性循环。

这项研究首次阐明BMAL1-p38 MAPK轴在RSV感染中的双重调控机制：生理状态下，BMAL1通过抑制p38过度激活维持免疫稳态；当BMAL1表达受损（如时差或基因缺陷）时，p38磷酸化增强导致DUSP1表达下降，不仅削弱抗病毒应答，更促进炎症因子风暴。该发现为临床RSV防治提供了新思路——通过光照疗法调节患者生物钟，或开发靶向BMAL1-p38通路的 chronotherapy（时间疗法）药物。特别值得关注的是，研究提示儿童等易感人群应避免长期作息紊乱，这可能是预防RSV重症化的简单有效手段。

未来研究需进一步验证人类样本中BMAL1表达与RSV感染严重程度的相关性，并探索BMAL1激动剂在抗RSV治疗中的应用潜力。随着时间生物学与病毒学的交叉融合，针对生物钟的干预策略或将成为抗击呼吸道感染的新武器。