《Journal of Virology》：The factory enters the fray: how mitochondrial protein trafficking shapes the host response to infection
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除在稳态代谢中的教科书式功能外，线粒体如今被视为协调针对感染的细胞内在（cell-intrinsic）和细胞外在（cell-extrinsic）免疫应答的核心枢纽。蛋白质及其他分子在线粒体与细胞其余部分之间的定向运输（directed trafficking）
除在稳态代谢中的教科书式功能外，线粒体如今被视为协调针对感染的细胞内在（cell-intrinsic）和细胞外在（cell-extrinsic）免疫应答的核心枢纽。蛋白质及其他分子在线粒体与细胞其余部分之间的定向运输（directed trafficking）支撑着日益增多的上述活动。其中一些有利于宿主，另一些则被病毒效应因子拮抗或被病毒完全劫持。在感染过程中，宿主和病毒因子如何重塑线粒体蛋白质组（mitochondrial proteome）并决定这些结局，目前仍不完全清楚。该系统的进化历史增加了另一维度：线粒体保留了其α-变形菌（α-proteobacterial）内共生起源的生化特征，而病毒、宿主和线粒体基因组之间持续的协同进化继续塑造着往返于该细胞器的蛋白质。研究人员利用已发表的实例，强调了宿主蛋白和病毒蛋白定位于线粒体以及从线粒体释放的一般原则、机制和后果。为支持发现，研究人员提供了整合的基因列表，鉴定出具有I型干扰素（type I IFN）刺激证据、与病毒蛋白相互作用证据以及正选择（positive selection）特征的宿主线粒体因子。总之，这些资源和其中的原则提供了一个框架，用于理解线粒体并非被动的代谢机器，而是被主动争夺的细胞领地，其蛋白质组成在宿主与病原体之间持续协商。
INTRODUCTION（引言）
Overview（概述）
线粒体蛋白质运输处于代谢与免疫的交汇点。宿主和病毒蛋白向线粒体或从线粒体重新分布影响感染结局；同一分子回路也参与代谢疾病和细胞应激。许多模式识别受体既能识别病原核酸，也能检测无菌应激或癌症来源的宿主分子。病毒施加了强大的选择压力，许多广谱保护性应激反应通路可能最初是抗病毒适应。
Mitochondrial biology（线粒体生物学）
线粒体除氧化磷酸化产生ATP外，还合成铁硫簇、血红素和脂肪酸，并通过线粒体自噬、应激反应和凋亡进行质量监控。线粒体损伤释放mtDNA、mtRNA、心磷脂等损伤相关分子模式（DAMPs）。线粒体蛋白质组中绝大多数由核基因编码，经TOM/TIM、SAM、MIA等途径导入；线粒体靶向序列（mitochondrial-targeting signal, MTS）形成双亲性α-螺旋，膜电位对导入至关重要。线粒体与内质网等细胞器接触形成线粒体相关内质网膜（MAMs），协调分裂与信号传导。
Mitochondria and viruses（线粒体与病毒）
线粒体活动可被宿主利用或被病毒劫持。细胞色素c释放连接凋亡与抗病毒细胞死亡；胞质mtDNA和线粒体双链RNA（mtdsRNA）是最受关注的线粒体危险信号。三羧酸循环代谢物如富马酸、琥珀酸和衣康酸也调控免疫。线粒体蛋白质组随细胞类型和状态变化，MitoCarta显示组织间仅有约75%重叠；感染状态下线粒体组成的系统研究仍缺乏。
Mitochondria and host responses（线粒体与宿主反应）
免疫细胞的代谢重编程构成免疫代谢（immunometabolism）；LPS诱导巨噬细胞糖酵解极化是典型例子。训练免疫源于代谢重编程。线粒体dNTP导入受干扰素刺激基因（ISG）CMPK2和抗病毒因子SAMHD1调控，并驱动NLRP3炎症小体激活。MAVS是RIG-I样受体（RLR）信号的关键接头蛋白，在MAMs上组装信号体；MAVS也在过氧化物酶体上发挥作用。通过交叉比较线粒体蛋白质组与病毒互作蛋白、快速进化基因及ISG列表，发现384个线粒体蛋白为病毒互作蛋白，88个由快速进化基因编码，63个由ISG编码；仅CPT1A和MAVS同时出现在四类列表中。
REGULATORY AND EVOLUTIONARY CONTROL OF MITOCHONDRIAL TARGETING（线粒体靶向的调控与进化控制）
调控双重线粒体定位的机制涵盖转录、翻译和翻译后修饰，选择作用于整个调控回路。
Transcriptional and translational control of localization（定位的转录与翻译调控）
感染除改变转录丰度外，还改变转录本质量。由于前导序列位于转录本5′端，改变5′区或N端即可影响线粒体靶向。
Alternative transcription initiation (ATI)（选择性转录起始）
HSV-1 UL12/UL12.5通过ATI产生含MTS的UL12.5，招募宿主内切酶ENDOG和EXOG降解mtDNA，并在潜伏感染神经元中驱动裂解再激活。宿主TFAM也通过ATI产生非线粒体亚型；TFAM单倍剂量不足导致胞质mtDNA累积和cGAS/STING激活。
Alternative polyadenylation (APA)（选择性多聚腺苷酸化）
MCL1通过APA产生不同3′UTR转录本，T细胞激活改变pA1/pA2比例。VSV和流感病毒感染分别使3′UTR整体缩短或延长。
Alternative mRNA splicing (AS)（选择性mRNA剪接）
MECR的选择性剪接产生去除MTS的胞质/核亚型，可结合流感病毒聚合酶并抑制病毒复制。BCL-2家族剪接异构体改变凋亡方向；IGRM、OPA1和MAVS剪接变体通过定位变化抑制免疫信号。
Alternative translation initiation (ATrI)（选择性翻译起始）
计算筛选预测多种非线粒体蛋白通过ATrI获得线粒体定位。GJA1-20k在应激下移位至线粒体并促进线粒体生物发生；MAVS的miniMAVS亚型保留线粒体锚定但缺少CARD结构域，可能调节全长MAVS信号。
Translational recoding（翻译重编码）
MTCH2通过终止密码子通读产生MTCH2x和MTCH2xx，后者分布于胞质并与流感病毒PA亚基互作；AGO1通读产物AGO1x通过PNPT1降解dsRNA并减弱干扰素信号。病毒也利用移码扩展蛋白质组，如日本脑炎病毒NS1′通过miR-22抑制MAVS。
Protein-based mechanisms of mitochondrial localization（基于蛋白质的线粒体定位机制）
MAVS信号体是感染过程中外线粒体膜（OMM）上可诱导招募、停靠和释放蛋白/RNA的典型平台。
Protease cleavage and mitochondrial localization（蛋白酶切割与线粒体定位）
HCV NS3/4A、柯萨奇病毒3C蛋白酶和肠道病毒2A
pro切割MAVS。宿主caspase也可切割MAVS。AIF经calpain切割后从线粒体释放并转位至细胞核；GSDMD被caspase-1切割后定位至质膜和OMM执行焦亡/坏死性凋亡。TOP3A经线粒体加工肽酶（MPP）切除C端后改变功能。HAV 3ABC前体经自身蛋白酶切割调控MAVS抑制与释放；GLRaV3 ORF1a利用内源MTS定位于线粒体并形成复制区室。
Post-translational modifications and mitochondrial trafficking（翻译后修饰与线粒体运输）
MTS内磷酸化可阻断导入：TFAM和CNP2的磷酸化阻止其进入线粒体。HCMV pUL37x1的PKC磷酸化决定其在线粒体与内质网之间的分布；牛痘病毒F17磷酸化后结合泄漏mtDNA的线粒体并抑制cGAS信号。STAT3经N端乙酰化促进线粒体导入，并与Complex I亚基GRIM-19/NDUFA13相互作用支持氧化磷酸化。
Mitochondrial localization and structural changes（线粒体定位与结构变化）
BAX在BH3-only蛋白和IRF3作用下发生构象变化、寡聚化并插入OMM，导致线粒体外膜透化（MOMP）和DAMP释放。杯状病毒NS3含N端MTS和MLKL来源的4HB结构域，在病毒复制与出芽期间切换至线粒体并驱动膜透化。
Evolutionary mechanisms regulating mitochondrial localization（调控线粒体定位的进化机制）
MTS的获得或丢失是单步重要突变；基因复制允许线粒体和非线粒体命运分化。cGAS、MAVS、RIG-I和MDA-5存在物种特异性差异和正选择；RIG-I在鸟类中多次丢失。大型DNA病毒通过水平基因转移获得呼吸链和TCA循环基因；诺如病毒NS3获得MTS并融合MLKL孔形成结构域，将坏死性凋亡效应子重定向至线粒体。
CONCLUSIONS（结论）
线粒体蛋白质运输是动态且感染敏感的过程。未来需系统鉴定感染中无法到达线粒体的蛋白质及其胞质积累后果，探究线粒体受损蛋白导入反应（mitoCPR）是否在病毒感染中发挥作用，并结合活细胞成像、蛋白质组学、深度学习及代谢背景研究线粒体异质性。这些原理也提示，MTS特异性可用于设计靶向线粒体的抗病毒策略。
