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综述:通过液-液相分离调控天然免疫:聚焦兽医病毒
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月11日 来源:Frontiers in Microbiology 4.5
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本文系统阐述了液-液相分离(LLPS)在动物病毒复制与宿主天然免疫调控中的核心作用,重点总结了兽医病毒通过操控LLPS拮抗宿主免疫的机制,为开发靶向抗病毒策略提供了新视角。
作为专性细胞内寄生虫,病毒通过高效招募核酸、蛋白质等必需元件在拥挤的胞内环境中大量增殖。研究发现,病毒复制活性位点(如核内病毒复制 compartments(VRCs)、胞质病毒工厂(VFs)及包含体(IBs)的形成均与LLPS密切相关。例如,疱疹病毒立即早期蛋白ICP4通过其内在无序区(IDR)驱动VRCs的液液相分离,促进病毒转录复合体组装;新城疫病毒(NDV)的NP和P蛋白通过LLPS形成胞质包含体,作为病毒RNA合成的场所;狂犬病病毒(RABV)磷蛋白P通过热响应性LLPS形成Negri小体,容纳病毒基因组复制与转录。此外,轮状病毒磷酸化蛋白NSP2通过相分离靶向脂滴界面,优化病毒复制微环境。这些冷凝物不仅浓缩病毒组分,还可能屏蔽宿主免疫识别。
LLPS通过形成生物分子冷凝物放大天然免疫信号。cGAS识别病毒DNA后发生LLPS,促进cGAMP合成并增强STING-TBK1-IRF3/7通路激活,同时排斥核酸酶TREX1以保护DNA;应激颗粒(SGs)在dsRNA激活PKR-eIF2α磷酸化后组装,整合免疫信号与细胞生存决策;核内PML核体(PML-NBs)通过TRIM蛋白寡聚化发挥抗病毒作用,如猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)感染中TRIM19依赖α-螺旋CC域促进PML-NBs形成;炎症小体 assembly 亦受LLPS调控,NLRP6与病毒dsRNA发生相分离招募ASC,促进caspase-1激活。这些机制凸显LLPS在免疫应答中的核心地位。
动物病毒通过多种策略破坏宿主LLPS以逃逸免疫。非洲猪瘟病毒(ASFV)利用DP71L竞争STING的PP1结合位点,抑制IRF3冷凝物形成,同时QP383R诱导cGAS棕榈酰化阻断其LLPS;马立克病毒(Meq)通过空间阻碍TBK1-IRF7招募抑制干扰素产生;口蹄疫病毒(FMDV)蛋白酶LPro切割G3BP1/2抑制SGs组装;伪狂犬病毒(PRV)IE180蛋白将G3BP核转位以抑制胞质SGs;SARS-CoV-2 N蛋白与RNA形成冷凝物招募G3BP1,隔离宿主mRNA;多种病毒(如PRRSV、鸡传染性贫血病毒CIAV)通过SUMO化修饰或蛋白酶体途径破坏PML-NBs。这些策略揭示了病毒与宿主在相分离层面的进化军备竞赛。
靶向LLPS为抗病毒治疗提供新思路。蛋白酶体抑制剂MG132可恢复疱疹病毒US3破坏的PML-NBs;IRTKS等免疫增强剂通过强化STING相分离促进干扰素产生;热响应性RABV P蛋白的LLPS特性为局部热疗提供依据;针对保守靶点(如RdRp)设计小分子可避免病毒逃逸。病毒载体优化亦可利用LLPS原理,如AAV2 capsid工程化靶向核仁蛋白提升转导效率;mRNA-LNP疫苗通过抗原冷凝物增强T细胞应答。当前挑战在于精准调控LLPS以平衡抗病毒效应与免疫稳态,需结合AI筛选、结构生物学及多维组学推动靶向药物开发。
LLPS研究为病毒-宿主相互作用提供了物理化学视角,虽在兽医病毒领域尚处起步阶段,但其调控机制具有普适性。未来需借助超高分辨率显微技术和跨学科手段解析冷凝物动态,重点挖掘IDR稳定性调控、金属离子介导的相分离修饰及多靶点协同干预策略。通过理性设计靶向冷凝物的小分子(如PARP抑制剂PJ34、硬化剂cyclopamine),或结合CRISPR/RNAi技术,有望开发出特异性抗病毒方案,减轻畜牧业因病毒病造成的巨大损失。
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