《Virologica Sinica》：Single-cell transcriptomic analyses of HSV-1 reactivation from latently infected tree shrew and mouse trigeminal ganglia reveal differing molecular and cellular processes
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为阐明单纯疱疹病毒1型从潜伏期自发再激活的分子细胞机制，研究者联合运用树鼩自发再激活模型及小鼠热激诱导模型，结合批量与单细胞转录组测序。研究发现，HSV-1在树鼩中通过抑制特定神经元亚群的自噬功能实现自发再激活，该过程依赖病毒蛋白ICP0；而在小鼠诱导再激活中，则伴随单核细胞免疫监视的减弱。该研究揭示了两种再激活模式的不同分子路径，为干预HSV-1复发提供了新靶点。
单纯疱疹病毒1型（HSV-1）是一种广泛感染人类的病原体，全球超过70%的人口携带此病毒。感染后，HSV-1会潜入我们的感觉神经节（如三叉神经节）进入潜伏状态，就像在体内埋下了一颗“定时炸弹”。在压力、免疫力下降等因素触发下，病毒会周期性地“苏醒”（即再激活），导致从轻微的口唇疱疹到严重的角膜炎、脑炎等一系列疾病复发。更令人担忧的是，越来越多的证据将频繁的HSV-1再激活与阿尔茨海默病等神经退行性疾病的风险增加联系起来。尽管临床意义重大，但病毒如何在宿主神经系统内实现从潜伏到再激活的“开关”转换，其背后的具体细胞和分子事件却一直是个谜团。
传统研究主要依赖小鼠模型，通过外部压力（如热激）在体外或体内诱导病毒再激活。然而，在经典小鼠模型中，病毒的自发再激活极为罕见，这与人类感染者频繁、自发的复发模式相去甚远。此外，过去的研究多采用组织水平的批量分析，这会将不同细胞类型的基因表达信息“平均化”，掩盖了神经节内神经元、胶质细胞和免疫细胞之间关键的相互作用异质性。为了克服这些挑战，迫切需要能更好模拟人类自发再激活的动物模型和高分辨率的分析技术。
为此，一项发表在《Virologica Sinica》上的研究迈出了关键一步。研究人员创新性地联合使用了树鼩（Tupaia belangeri）这种能高度模拟人类HSV-1自发再激活的动物模型，以及高通量单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，首次在真实的自发再激活背景下，解析了三叉神经节内的细胞与分子图谱。
研究者主要运用了几项关键技术方法：首先，他们建立了树鼩和小鼠的HSV-1角膜感染模型，并分别监测自发再激活（树鼩）和热激诱导再激活（小鼠）。其次，他们对感染后多个时间点的三叉神经节组织进行了批量RNA测序（bulk RNA-seq），以分析宿主全局转录组响应。最后，也是研究的核心，他们对潜伏期及再激活期的树鼩和小鼠三叉神经节组织进行了单细胞RNA测序，以在单细胞分辨率下解析细胞异质性、病毒感染的细胞类型以及关键通路变化。所有测序数据均使用标准生物信息学流程进行分析。
研究结果揭示了树鼩与小鼠对HSV-1感染的宿主应答存在根本差异。
通过批量RNA测序分析，研究人员发现，小鼠在急性感染期宿主基因响应剧烈波动，随后进入相对静止的潜伏期；而树鼩的急性期反应相对温和，但在潜伏期却表现出持续的、活跃的转录组波动。主成分分析显示，树鼩感染后期的样本与未感染组明显分离，暗示其潜伏期并不“平静”，可能与频繁的自发再激活事件相关。
自发再激活与神经元自噬抑制特异性相关。
通路分析表明，在发生自发再激活的树鼩（感染后28和58天）中，自噬和凋亡通路被抑制，而抗原呈递通路也显著下调。其中，自噬通路的抑制在感染后期（58天）尤为突出。
单细胞分析锁定自噬抑制发生于特定神经元亚群。
为了探寻自噬抑制的细胞来源，研究者对树鼩三叉神经节进行了单细胞测序。结果显示，自噬抑制主要发生在神经元中，而非胶质或免疫细胞。进一步对神经元分群发现，这种抑制在第二簇（C2）神经元亚型中最为显著。该亚型高表达生长激素（GH）和垂体激素相关基因，呈现出神经内分泌样表型。
自发再激活伴随显著的免疫细胞浸润。
与未感染的对照相比，发生再激活的树鼩三叉神经节中，T细胞、自然杀伤（NK）细胞和单核细胞等免疫细胞比例显著增加，而星形胶质细胞比例下降。这表明自发再激活并非一个孤立事件，而是伴随着局部免疫环境的剧烈改变。
小鼠诱导再激活的分子与细胞特征不同于树鼩自发再激活。
对热激诱导再激活的小鼠模型进行单细胞分析发现，其自噬通路并未被抑制，反而在某些神经元簇中有轻微上调。同时，最显著的变化是再激活后单核细胞比例的显著下降。病毒转录本主要富集在另一个表达生长激素相关基因的神经元亚群（第九簇，C9）中。这表明，诱导再激活的机制更偏向于宿主应激反应驱动，伴随免疫监视的减弱，而非病毒主导的特定通路抑制。
病毒蛋白ICP0是树鼩自发再激活所必需的。
已知HSV-1的感染细胞蛋白0（ICP0）具有抑制自噬的活性。此前研究显示，ICP0在树鼩和人类潜伏感染的神经节中有表达，而在小鼠中则没有。本研究通过使用ICP0缺陷的HSV-1毒株（dl1403）感染树鼩发现，该突变毒株虽能建立潜伏感染，但在长达60天的观察期内完全不能发生自发再激活。这直接证明了ICP0在自发再激活中的关键作用。
基于以上发现，研究者在结论和讨论部分提出了一个全新的HSV-1潜伏与再激活模型。他们认为，HSV-1的再激活至少存在两种不同的路径：一种是自发的、病毒驱动型路径（以树鼩模型为代表），其特征是在特定的激素相关神经元（C2）中发生，伴随细胞自噬功能的抑制和ICP0蛋白的关键作用；另一种是应激诱导的、宿主反应驱动型路径（以经典小鼠模型为代表），其特征是单核细胞免疫监视减弱，不涉及自噬抑制。这两种路径的划分，解释了为何在不同模型和条件下观察到的再激活机制存在差异。
该研究的意义重大。首先，它强调了动物模型选择对于研究HSV-1再激活机制的重要性：树鼩模型能更好地模拟人类频繁、自发的复发模式，而小鼠模型则适用于研究应激状态下的再激活。其次，研究首次在单细胞分辨率下揭示了自发再激活的细胞靶点和核心分子特征——C2神经元亚群的自噬抑制。最后，研究明确了病毒蛋白ICP0在自发再激活中的不可或缺性，并将其功能与自噬抑制这一细胞通路联系起来。这些发现不仅深化了对HSV-1潜伏感染生物学本质的理解，也为开发针对自发再激活的新型干预策略（例如靶向ICP0或神经元自噬）提供了重要的理论依据和潜在的药物靶点。
