MAVS磷酸化作为细胞应激传感器调控抗病毒免疫的分子机制

本研究揭示了线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)通过ASK1-p38 MAPK信号通路在S186和S220位点的磷酸化修饰，阐明了该修饰通过增强与TRAF2/3的相互作用选择性放大I型干扰素(IFN)产生的分子机制。研究人员发现内质网应激和氧化应激通过该磷酸化途径显著增强抗病毒免疫应答，为理解细胞应激与先天免疫的交叉调控提供了新视角，对开发抗病毒治疗策略具有重要指导意义。

　　

在病毒与宿主永无止境的军备竞赛中，细胞进化出了精妙的防御系统。当病毒RNA被RIG-I样受体(RLR)识别后，线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)作为关键接头分子，既能激活I型干扰素(IFN)产生抗病毒蛋白，又能启动凋亡程序清除感染细胞。然而，面对复杂多变的感染环境，细胞如何动态调整这两种防御策略？特别是当遭遇内质网应激或氧化应激时，抗病毒应答会发生什么变化？这些核心问题长期困扰着免疫学家。

日本北海道大学遗传医学研究所分子细胞生物学实验室的Dongyi Zhao等研究人员在《iScience》发表的研究，揭示了MAVS磷酸化作为分子开关调控这一过程的新机制。研究团队综合运用磷酸化蛋白质组学、位点定向突变、报告基因系统等技术，结合病毒感染模型和多种应激处理，发现ASK1-p38 MAPK通路特异性磷酸化MAVS的S186/S220位点，选择性增强I型IFN产生而不影响凋亡。这种精密的调控方式使细胞能根据环境应激状态灵活调整抗病毒应答强度。

关键技术方法包括：1) 磷酸化蛋白质组学鉴定MAVS新修饰位点；2) 构建MAVS S186A/S220A双突变体进行功能验证；3) 利用Phos-tag凝胶电泳分析磷酸化状态；4) 建立MAVS敲除小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)重建系统；5) 采用水疱性口炎病毒(VSV)和仙台病毒(SeV)感染模型评估抗病毒效应。

MAVS磷酸化由应激响应性ASK1-p38 MAPK信号诱导

通过免疫共沉淀结合磷酸酶处理实验，发现ASK1过表达导致MAVS电泳迁移率改变，Phos-tag凝胶证实这是磷酸化修饰。质谱分析鉴定出保守的S186和S220位点，特异性抗体验证这些位点被p38而非JNK磷酸化。这种修饰独立于已知的TBK1介导的C端丝氨酸簇磷酸化，代表新的调控层面。

MAVS磷酸化位点对I型IFN表达至关重要但不影响 caspase激活

在MAVS敲除MEFs中重建野生型(WT)或S186A/S220A突变体(2SA)发现，poly(I:C)刺激后，突变体细胞的Ifna和Ifnb1 mRNA水平显著降低，但 caspase-3切割水平无差异。这表明磷酸化特异性调控I型IFN通路，与凋亡信号通路解耦。

MAVS磷酸化促进下游信号激活及与TRAF2/3相互作用

荧光素酶报告系统显示2SA突变体显著减弱IFN-β启动子、IRF和NF-κB元件的激活。免疫共沉淀证实磷酸化缺陷削弱了MAVS与关键接头蛋白TRAF2/3的结合，但不影响与上游受体MDA5的相互作用，阐明其作用机制。

MAVS磷酸化位点对RNA病毒感染防御至关重要

病毒感染诱导内源性MAVS S220磷酸化，这在ASK1敲除细胞中减弱。与WT相比，2SA突变体细胞的病毒载量显著升高，IFN产生减少，但凋亡水平相当。证明生理感染条件下磷酸化对病毒清除的关键作用。

细胞应激通过MAVS磷酸化增强I型IFN表达

内质网应激剂毒胡萝卜素(Tg)和衣霉素(Tn)处理增强MAVS S220磷酸化，使poly(I:C)和VSV诱导的IFN-β表达增加，该效应在2SA突变体中消失。线粒体复合体I抑制剂鱼藤酮诱发的氧化应激同样依赖MAVS磷酸化增强抗病毒应答。

这项研究揭示了MAVS磷酸化作为细胞应激感知器的全新机制：当病毒感染伴随内质网应激或氧化应激时，激活的ASK1-p38轴通过磷酸化MAVS增强其与TRAF2/3的结合，优先放大I型IFN应答而非凋亡。这种选择性调控使细胞能根据环境压力精确调整防御策略——在轻度应激时增强抗病毒蛋白防御，仅在严重损伤时启动凋亡。该发现不仅完善了"MAVS信号体"动态调控的理论框架，更为代谢疾病患者易感病毒感染的现象提供分子解释，为开发靶向MAVS磷酸化的免疫调节策略奠定基础。特别值得注意的是，胰岛素信号可能通过该通路影响抗病毒能力，这为糖尿病与感染并发症的关联研究开辟了新方向。