非洲猪瘟病毒MGF_110-8L通过激活未折叠蛋白反应（Unfolded Protein Response, UPR）促进宿主细胞自噬并抑制干扰素信号通路

《Veterinary Microbiology》：African Swine Fever Virus MGF_110-8L Promotes Host Cell Autophagy and Suppresses Interferon Signaling by Activating the Unfolded Protein Response

非洲猪瘟病毒（ASFV）通过其编码蛋白MGF_110-8L激活宿主unfolded protein response（UPR）通路，促进PERK、IRE1α和ATF6传感器蛋白的激活，进而诱导UPR依赖的自噬并抑制I型干扰素反应。MGF_110-8L与ER伴侣蛋白BiP结合，其缺失株（ASFV-Δ8L）显著减弱病毒诱导的UPR和自噬激活，同时增强I型干扰素应答。该研究揭示了ASFV通过调控宿主UPR-自噬轴维持细胞稳态和免疫逃逸的新机制，为抗病毒治疗提供潜在靶点。

　　

侯远攀|杨金科|王月|夏天|吴欣

中国农业科学院兰州兽医研究所兰州大学兽医学院动物疾病控制与预防国家重点实验室，兰州730046

摘要

非洲猪瘟病毒（ASFV）感染会引发细胞应激，激活未折叠蛋白反应（UPR），这是恢复内质网（ER）稳态的关键途径。然而，ASFV调节UPR的机制尚未完全明了。在这里，我们发现ASFV蛋白MGF_110-8L是UPR的关键调节因子，它能够使UPR传感器PERK、IRE1α和ATF6解离并激活，从而恢复ER的稳态。此外，MGF_110-8L还能触发依赖UPR的自噬作用，进而抑制I型干扰素介导的免疫反应。删除MGF_110-8L（ASFV-Δ8L）显著降低了UPR和自噬通路的激活，并增强了I型干扰素的反应。我们的发现揭示了一种新的机制，即ASFV蛋白通过激活宿主的UPR-自噬轴来恢复细胞稳态并调节宿主先天免疫，突显了MGF_110-8L作为治疗靶点的潜力。

引言

非洲猪瘟（ASF）是由非洲猪瘟病毒（ASFV）引起的，这是一种高度传染性的、常常致命的猪病，持续给全球养猪业带来巨大经济损失（Zhao等人，2019年）。迄今为止，尚无 commercially available vaccines or specific antiviral drugs，使得ASFV成为全球最具挑战性的病毒威胁之一。这种缺乏医疗对策的情况凸显了阐明ASFV-宿主相互作用的紧迫性，以寻找新的治疗和疫苗靶点。

ASFV的复制与内质网（ER）密切相关，ER为蛋白质折叠、翻译后修饰和病毒颗粒形态形成提供必要的机制（Rodríguez等人，2004年）。在感染过程中，大量病毒蛋白的产生可能超出ER的折叠能力，导致未折叠或错误折叠的蛋白质积累，从而引发ER应激并激活未折叠蛋白反应（UPR）以恢复ER稳态。ASFV通过诱导ER应激并激活ATF6–Ca2?信号通路来促进其复制，这表明ER是ASFV-宿主相互作用的核心枢纽，也是潜在的抗病毒靶点（Wang等人，2024年）。

ER对细胞生理功能至关重要，它协调蛋白质合成和折叠、钙储存以及脂质生物合成（Schwarz和Blower，2016年；Walter和Ron，2011年）。ER腔内错误折叠或未折叠蛋白质的积累会触发UPR。当分子伴侣蛋白Binding immunoglobulin protein（BiP）从三个跨膜传感器上解离时，就会发生这种情况：PERK（PKR样ER激酶）、IRE1α（Inositol-requiring enzyme 1α）和ATF6（Activating Transcription Factor 6）（Di Conza等人，2023年；Read和Schr?der，2021年）。激活后，PERK和IRE1α会发生二聚化并自磷酸化。激活的PERK会磷酸化eIF2α以抑制整体翻译，同时选择性诱导应激响应基因；而激活的IRE1α会剪接XBP1 mRNA生成转录因子XBP1s。同时，ATF6会被运输到高尔基体，在那里被蛋白酶切割释放其活性片段ATF6(N)（Lei等人，2024年）。此外，PERK的激活还会触发与自噬相关的基因转录，包括BECN1、ATG7和ATG12，从而促进错误折叠蛋白质聚集体的清除（Kouroku等人，2007年）。这些信号通路共同上调分子伴侣蛋白，增强ER相关的蛋白质降解，并重塑分泌途径以恢复稳态。尽管UPR最初是适应性的，但长期或过度的ER应激会使其作用转向凋亡（Senft和Ronai，2015年）。持续激活时，ATF6通过诱导CHOP并增强线粒体凋亡信号通路来促进凋亡程序，最终导致细胞死亡（Liao等人，2013年；Nakanishi等人，2005年）。

越来越多的证据表明ASFV会主动调节ER功能。转录组分析显示，在ASFV感染期间UPR相关基因的表达增加（Zheng等人，2022年）。结构蛋白p17通过诱导ER应激相关的氧化反应来抑制细胞增殖，而ASFV则激活ATF6通路以增强病毒感染，但抑制外源性刺激引发的CHOP诱导（Galindo等人，2012年；Netherton等人，2004年；Xia等人，2020年）。MGF_110-7L可以诱导翻译停滞、应激颗粒形成和UPR启动，其他病毒因子如K205R和B117L进一步调节ER应激、自噬、炎症和钙稳态（Wang等人，2022年；Wang等人，2024年；Zhong等人，2022年）。这些发现强调了ER相关信号在ASFV免疫逃逸和致病机制中的重要性。然而，许多ASFV编码蛋白在调节ER稳态中的功能仍不明确。

在这项研究中，我们系统地筛选了ASFV编码的蛋白质是否能够诱导UPR，并发现MGF_110-8L是这一途径的一个先前未被识别的激活因子。我们证明MGF_110-8L与ER分子伴侣BiP相互作用，激活所有三个UPR分支，随后诱导依赖UPR的自噬并抑制I型干扰素反应。此外，删除MGF_110-8L显著降低了病毒诱导的UPR和自噬激活，同时增强了先天免疫信号。这些发现揭示了ASFV利用UPR通路调节ER稳态和抗病毒免疫的新机制，使MGF_110-8L成为抗病毒和治疗开发的潜在靶点。

部分摘要

细胞、病毒和试剂

HEK293T、IBRS-2、MA104和HeLa细胞在含有10%胎牛血清（SA211.02，Cellmax）和青霉素-链霉素（SV30010，HyClone）的DMEM高糖培养基（SV30010，HyClone）中培养。原代猪肺泡巨噬细胞（PAMs）从猪肺中分离出来，并在含有10% FBS和1%青霉素-链霉素的RPMI-1640培养基中培养。

ASFV菌株由中国农业科学院兰州兽医研究所的郑海雪教授提供

ASFV MGF_110-8L触发PERK、IRE1α和ATF6介导的UPR信号通路

为了识别参与UPR调节的ASFV蛋白，我们将编码ASFV 78个开放阅读框（ORFs）的表达质粒转染到HEK293T细胞中，并检测它们激活CBF/NF-Y/YY1报告基因的能力，该报告基因是UPR诱导的指标（Yoshida等人，2000年）。报告基因检测显示，MGF_110-8L的过表达显著激活了CBF/NF-Y/YY1报告基因，表明强烈的UPR诱导（图1A）。重要的是，先前报道的能够诱导ER应激的病毒因子MGF_110-5L/6L也

讨论

非洲猪瘟仍然是全球养猪业面临的严重威胁，更好地理解病毒-宿主相互作用对于制定控制策略至关重要（Wang等人，2018年）。ASFV在ER衍生的膜中复制和组装，这一过程对ER的折叠能力要求很高，可能会引发ER应激和未折叠蛋白反应（UPR）。最近的研究表明ASFV能够调节ER应激和UPR信号通路，突显了ER生物学在其中的核心作用

伦理声明

所有涉及ASFV或其衍生菌株的实验都在中国农业科学院的生物安全等级3（BSL-3）实验室进行，得到了中华人民共和国农业农村部和中国国家合格评定服务（CNAS）的批准。

CRediT作者贡献声明

夏天：写作 – 审稿与编辑、验证、软件使用、数据分析、概念构思。吴欣：写作 – 审稿与编辑、验证、数据采集、数据分析、概念构思。杨金科：方法学设计、数据采集。王月：数据采集。侯远攀：初稿撰写、验证、方法学设计、数据分析。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了中国国家重点研发计划（2024YFA1306500）、甘肃省重大科技项目（22ZD6NA001、22ZD6NA012）、甘肃省基础研究创新群体项目（23JRRA561）以及甘肃省联合研究基金（24JRRA805）的资助。资助者在研究设计、数据收集与分析、发表决定或手稿准备方面没有发挥作用。

我们感谢兰州