血清和糖皮质激素诱导激酶1的激活促进培养细胞中传染性支气管炎冠状病毒颗粒的释放

《Veterinary Microbiology》：Activation of Serum and Glucocorticoid-induced Kinase 1 Promotes the Release of Coronavirus Infectious Bronchitis Virus Particles in Cultured cells

　　**摘要**- SGK1的表达在感染三种冠状病毒的细胞中上调，这三种冠状病毒分别来自Alphacoronavirus（α冠状病毒）、Betacoronavirus（β冠状病毒）和Gammacoronavirus（γ冠状病毒）。- SGK1通过PI3K-SGK1-NEDD4L轴控制病毒颗粒的释放，这取决于其激酶活性。- SGK1介导炎症和凋亡，作为潜在的治疗干预抗病毒靶标。---**引言**冠状病毒是包膜单股正链RNA病毒，可感染人类以及广泛的家畜和野生动物物种（Masters, 2006）。目前，国际病毒分类委员会（ICTV）在分类学上将冠状病毒归类于尼多病毒目（Nidovirales）、冠状病毒亚目（Cornidovirineae）、冠状病毒科（Coronaviridae）和正冠状病毒亚科（Orthocoronavirinae）（Woo et al., 2023; Yang and Rao, 2021）。该亚科进一步分为四个不同的属，即α冠状病毒属（Alphacoronavirus）、β冠状病毒属（Betacoronavirus）、γ冠状病毒属（Gammacoronavirus）和δ冠状病毒属（Deltacoronavirus）（Fung and Liu, 2021; Yuan et al., 2025）。其中，传染性支气管炎病毒（IBV）是γ冠状病毒的原型病毒，也是最具有经济重要性的禽类冠状病毒，主要感染鸡，可引起严重的呼吸道疾病、肾损伤、生殖障碍以及明显的生长迟缓（Cavanagh, 2007; Lu et al., 2024; Xiong et al., 2024）。许多α冠状病毒和β冠状病毒，包括HCoV-NL63（Fouchier et al., 2004）、严重急性呼吸系统综合征冠状病毒（SARS-CoV）（Ksiazek et al., 2003）、SARS-CoV-2（Rothan and Byrareddy, 2020）以及猪流行性腹泻病毒（PEDV）（Zhang et al., 2023），均可感染人类、牲畜和野生哺乳动物，经常引发呼吸道、胃肠道、肝脏和神经系统疾病（Cui et al., 2019; Li et al., 2023; Liu et al., 2021; Usserbayev et al., 2025）。重要的是，冠状病毒以其高遗传重组率、频繁的主机切换能力和跨物种传播潜力为特征，导致动物种群中的地方性暴发，并由于从动物宿主向人类的溢出事件而构成持续的公共卫生威胁（Cui et al., 2019; Li et al., 2023）。冠状病毒RNA基因组的总长度为27至32 kb，编码四种主要结构蛋白，即刺突蛋白（S）、包膜蛋白（E）、膜蛋白（M）和核衣壳蛋白（N）。其复制周期始于S蛋白与细胞表面受体结合，然后通过内吞作用将核衣壳递送至细胞质中（Yamada and Liu, 2009）。基因组RNA被宿主翻译机器识别后，结构蛋白（S、N、M和E）在内质网（ER）中翻译和加工，然后转运至内质网-高尔基中间体（ERGIC），与包裹的基因组相互作用以组装子代病毒颗粒（Lim and Liu, 2001）。最终，从ERGIC出芽的病毒颗粒通过分泌途径释放到细胞外环境中，从而启动新一轮病毒复制周期。当前的组学方法已鉴定出许多参与调控该复制周期的细胞蛋白/因子（Fung and Liu, 2019; Meyers et al., 2021; Pahmeier et al., 2023），但这些细胞因子的精确功能作用及其潜在机制尚未被充分阐明。血清和糖皮质激素调节激酶1（SGK1）是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，在多种生物过程中发挥重要作用，包括细胞应激反应、细胞生长和存活、肾脏钠排泄、胰岛素分泌和神经元兴奋性（Ullrich et al., 2005; Yarmohammadi and Karimi, 2024）。SGK1广泛表达，并受到多种刺激的转录调控，包括细胞皱缩、糖皮质激素、盐皮质激素和DNA损伤。除磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）作为主要的上游激酶外，骨髓激酶/细胞外信号调节激酶5（BK/ERK5）、p38α和钙敏应的钙调蛋白依赖性蛋白激酶（CaMKK）也是关键的上游激酶（Orlacchio et al., 2017）。SGK1的亚细胞定位取决于细胞的功能状态。细胞暴露于血清会导致SGK1进入细胞核，而糖皮质激素则增强其在细胞质中的定位。SGK1磷酸化多种酶，包括泛素连接酶Nedd4-2、SAPK/ERK激酶-1（SEK1）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、糖原合酶激酶3（GSK3）和丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶3（MEKK3）。它还调控转录因子核因子κB（NF-κB）、环腺苷酸反应元件结合蛋白（CREB）和叉头框O3a（FoxO3a）（Brunet et al., 2001; Dehner et al., 2008; Schmid et al., 2014）。SGK1是多种离子通道的高效调节因子，包括上皮Na+通道ENaC（Pao, 2012）、电压门控Na+通道SCN5A（Boehmer et al., 2003）、肾外髓K+通道ROMK1、电压门控K+通道KCNE1/KCNQ1和HERG（Embark et al., 2003; Strutz-Seebohm et al., 2009）、Ca2+释放激活的Ca2+通道ORAI1及其刺激因子Stim1（Borst et al., 2012; Eylenstein et al., 2012）、Cl-通道ClCka/barttin、ClC2和CFTR（囊性纤维化跨膜电导调节因子）（Caohuy et al., 2014; Palmada et al., 2004）。此外，SGK1还能刺激Na+, K+和Cl-共转运体NKCC2、NaCl共转运体NCC以及Na+/H+交换体NHE1和NHE3的活性（Arroyo et al., 2011），并增加异源卵母细胞或两栖动物肾上皮细胞表面Na+/K+-ATPase的表达和功能（Alvarez et al., 2006; Zecevic et al., 2004）。尽管SGK1在细胞过程中的功能研究已较为充分，但其在冠状病毒生活周期中的调控作用仍有待深入探索。近期的研究指出，SGK1失调在新型冠状病毒肺炎（COVID-19）中发挥核心作用，通过促进炎症途径和加剧细胞因子风暴，最终导致肺组织损伤（综述见E-Fatima et al., 2025）。在机制上，SARS-CoV-2的N蛋白和E蛋白可能通过Cl?依赖性信号级联激活SGK1，从而放大气道上皮细胞中的炎症反应（Chen et al., 2022; Xu et al., 2024）。这些发现强调了理解SGK1如何被不同病毒劫持的重要性，并将SGK1定位为病毒感染的一个有前景的宿主导向治疗靶标。我们此前已进行了转录组学分析以确定IBV复制所需的宿主因子（Yuan et al., 2022b），并鉴定出SGK1是IBV感染后上调的细胞因子之一。在本报告中，我们证实冠状病毒感染可诱导SGK1的表达，而SGK1反过来又调控成熟IBV颗粒的释放。---**部分摘要****化学品、抗体和试剂**抗β-actin（#4967）和SGK1（#12103）抗体购自Cell Signaling Technology。抗IBV S、M和N蛋白、PEDV N蛋白以及OC43 N蛋白的血清是从免疫了细菌表达融合蛋白的兔中分离获得的，如先前所述（Li and Liu, 2026; Yuan et al., 2022a）。NanoGlo? Blotting（N2410）购自Promega。**病毒和细胞系**为建立稳定的IBV感染和功能验证实验平台，所使用的细胞系和病毒株如下……---**冠状病毒感染上调细胞中SGK1的表达**在我们先前的转录组学分析中，我们发现SGK1是IBV感染的H1299细胞中显著诱导的宿主基因之一，与模拟对照组相比（Yuan et al., 2022b）。为了验证这一结果，我们以约2的感染复数（MOI）感染IBV H1299细胞，并每隔4小时收集一次，直至感染后24小时（hpi）。如图1A所示，IBV基因组的复制在感染后8小时首次检测到，并保持在高水平直至时间进程结束。---**讨论**细胞因子参与冠状病毒复制周期的每一个步骤。基于先前转录组学研究显示SGK1在IBV感染的细胞中显著上调，本研究证实了在感染γ冠状病毒IBV、α冠状病毒PEDV和β冠状病毒HCoV-OC43的细胞中，SGK1在mRNA和蛋白水平均上调。通过抑制SGK1揭示了这一上调在冠状病毒复制中的功能意义……---**CRediT作者贡献声明****刘顶祥（Ding Xiang Liu）：** 撰写——审阅与编辑、项目管理、研究调查、资金获取。**冯道生（To Sing Fung）：** 项目管理、研究调查、数据整理。**刘思颖（Siying Liu）：** 方法论、研究调查、数据整理。**袁立夏（Lixia Yuan）：** 撰写——审阅与编辑、方法论、研究调查、数据整理。**朱庆春（Qingchun Zhu）：** 撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、方法论、研究调查、数据整理。---**利益冲突声明**作者声明无利益冲突。---**致谢**本工作部分由中国广东省基础与应用基础研究基金（基金编号2024A1515012930）、广东省实验室研究与创新计划（基金编号XJGDL2022001）、中国肇庆西江创新团队基金（基金编号P20211154-0201和P20211154-0202）、2024年安徽省教育厅大学科研项目（项目编号2024AH051175）以及蚌埠学院校级科研项目资助。---**作者：** 朱庆春 | 袁立夏 | 刘思颖 | 冯道生 | 刘顶祥