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综述:葡萄糖代谢、细胞微环境与病毒感染的复杂关联
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月04日 来源:Virulence 5.4
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这篇综述系统阐述了病毒如何通过劫持宿主葡萄糖代谢(如调控HK2/PFK-1/LDH等关键酶)和重塑细胞微环境(如ECM重构、免疫细胞激活)促进自身复制,揭示了PI3K/AKT/mTOR/HIF-1α等通路在病毒代谢劫持中的核心作用,为靶向代谢的抗病毒策略(如2-DG、二甲双胍)提供了理论依据。
病毒入侵后,宿主细胞的葡萄糖转运蛋白(GLUT1/GLUT4)成为首攻目标。EBV通过LMP1蛋白激活mTORC1/NF-κB轴,使GLUT1表达激增;HCMV则特异性上调GLUT4,如同为病毒复制打开"葡萄糖阀门"。关键代谢酶被精准操控:DENV提升己糖激酶(HK2)活性,MAYV激活磷酸果糖激酶(PFK-1),而KSHV通过vIRF1降解hnRNP Q1来增强糖酵解流。这些变化导致乳酸堆积,形成酸性微环境——SARS-CoV-2感染者中,乳酸通过稳定HIF-1α进一步促进病毒复制,构成恶性循环。
病毒对细胞外基质(ECM)的改造堪称"土木工程":HPV利用层粘连蛋白(LN5)作为转移跳板,而EV71直接破坏胶原网络结构。免疫微环境被重新编程:SARS-CoV-2通过ORF7a抑制STAT1/2磷酸化,阻断干扰素信号;HBV的HBx蛋白则诱导线粒体自噬,瓦解MAVS抗病毒复合体。更狡猾的是EBV,其诱导的乳酸不仅抑制RIG-I-MAVS通路,还通过表观遗传调控促进B细胞恶性增殖。
这种双向调控形成"代谢-免疫"轴:HIV通过GLUT1上调激活HIF-1α,既促进病毒复制又引发CD4+ T细胞炎症风暴;登革热病毒(DENV)劫持AKT/mTOR通路时,过度激活的免疫细胞代谢引发"细胞因子风暴",导致血管渗漏综合征。而HBV与HK2-VDAC-MAVS三元复合物的发现,揭示了代谢酶可直接作为免疫调节分子的新机制。
现有研究已验证多种代谢干预手段:2-脱氧葡萄糖(2-DG)通过抑制糖酵解阻断SARS-CoV-2复制,二甲双胍则通过甘油-3-磷酸脱氢酶抑制HBV。但需警惕单一疗法的局限性——抑制糖代谢可能激活脂解,加重ARDS。未来联合靶向HIF-1α与PDHC等TCA循环关键节点的策略,或将成为对抗病毒代谢依赖的新方向。
尽管已知乳酸通过GPR81受体抑制MAVS聚集,但不同病毒对琥珀酸、α-酮戊二酸等代谢物的差异化利用仍待解析。此外,器官特异性代谢微环境(如脑组织依赖GLUT3)如何影响神经嗜性病毒复制,将是值得探索的领域。这些发现不仅为理解病毒致病机制提供新视角,更可能催生"代谢检查点"抗病毒药物的诞生。
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