Mcl-1基因敲除通过调控细胞凋亡与合胞体形成促进呼吸道合胞病毒和流感病毒增殖的机制及其癌症治疗潜在风险

这篇研究揭示了抗凋亡蛋白Mcl-1在呼吸道合胞病毒（RSV）和流感病毒（IAV）感染中的关键作用。通过小鼠胚胎成纤维细胞（MEFs）基因敲除和人肺泡上皮细胞（A549）siRNA沉默实验，发现Mcl-1缺失导致病毒滴度显著升高（RSV增加>3 log10）、合胞体增大及晚期凋亡增强。研究首次证实Mcl-1上调是宿主抗病毒防御机制，而非病毒逃逸策略，对使用Mcl-1抑制剂（如抗癌治疗）患者提出病毒监控警示。

　　

Introduction

呼吸道合胞病毒（RSV）是全球范围内导致婴幼儿和免疫功能低下患者严重呼吸道感染的主要病原体。研究发现，RSV感染后宿主细胞快速上调抗凋亡蛋白髓系细胞白血病-1（Mcl-1），但其在病毒致病机制中的作用尚不明确。Mcl-1作为BCL-2家族成员，通过结合促凋亡蛋白BAX/BAK抑制线粒体外膜凋亡。有趣的是，多种病毒通过调控凋亡通路影响感染进程——如SARS-CoV-1通过7a蛋白结合BCL-X_L诱导凋亡，而腺病毒则降解p53抑制凋亡。RSV对凋亡的调控呈现动态双相性：早期通过降解p53、激活NF-κB等途径抑制凋亡，晚期则通过F蛋白和ER应激途径促进凋亡。

Materials and methods

研究采用Mcl-1基因敲除小鼠胚胎成纤维细胞（ΔMcl-1 MEFs）和siRNA沉默Mcl-1的人肺泡上皮细胞（A549）模型。通过噬斑实验定量RSV（A2亚型）和流感病毒（H1N1）滴度，共聚焦显微镜观察合胞体形成，Apo-ONE试剂盒检测caspase-3/7活性。Western blot验证Mcl-1敲除效率，并利用喜树碱（CPT）和Z-VAD-FMK分别调控凋亡。cDNA微阵列分析显示RSV感染24小时后，Mcl-1 mRNA水平上调32倍，同时IL-6表达激增128倍。

Results

在ΔMcl-1 MEFs中，RSV病毒滴度较野生型（WT）提高10-1000倍（p<0.001），且合胞体体积显著增大。流感病毒在ΔMcl-1细胞中复制也增强2 log₁₀。A549细胞中Mcl-1沉默使RSV滴度增加3 log₁₀，证实该现象跨物种保守。凋亡动力学分析显示，ΔMcl-1细胞仅在感染36小时后才出现caspase-3/7活性升高，而病毒复制差异早在12小时即显现。用CPT诱导WT细胞凋亡可使RSV滴度提升7倍，但用Z-VAD-FMK抑制ΔMcl-1细胞凋亡却未降低病毒产量，提示Mcl-1的抗病毒作用存在非凋亡依赖机制。

Discussion

本研究颠覆了"病毒诱导Mcl-1上调以抑制凋亡利己"的传统认知，证实这是宿主防御策略。Mcl-1可能通过三重机制抑制病毒：①经典凋亡途径限制病毒扩散；②调控RSV F蛋白介导的膜融合，抑制巨型合胞体形成；③潜在的非凋亡功能如调节线粒体动力学。临床方面，针对Mcl-1的抗癌药物（如S63845）可能增加患者对呼吸道病毒的易感性，建议治疗期间加强病毒监测。在疫苗生产领域，短暂抑制Mcl-1或可提高病毒产量，但需权衡细胞存活率。

创新视角

研究首次揭示Mcl-1对呼吸道病毒的多层次防御：早期通过非凋亡机制限制病毒复制，晚期通过调控凋亡清除感染细胞。这种时空特异性调控为理解宿主-病毒博弈提供了新范式。未来需解析Mcl-1与病毒蛋白（如RSV F蛋白）的直接互作，并开发靶向Mcl-1结构域的特异性抑制剂以平衡抗癌与抗病毒需求。