Autophagy：兰州大学郑海学/朱紫祥揭示病毒的“代谢双保险”，FMDV通过两条自噬通路同时踩下糖酵解油门

口蹄疫病毒（FMDV）属于小核糖核酸病毒科（Picornaviridae）口疮病毒属（Aphthovirus），是口蹄疫（FMD）的病原体。口蹄疫是一种高度接触性传染病，可感染牛、猪、羊、山羊、鹿及骆驼等偶蹄类动物。世界动物卫生组织已将其列为须通报疫病，我国亦将其列为一类动物疫病。

FMDV包含O、A、Asia1、C、SAT1、SAT2和SAT3七种免疫学上不同的血清型，每种血清型又含有多个亚型。其中，O型FMDV是我国最常见的流行毒株。FMDV基因组长度约为8.5 kb，编码一个多聚蛋白，该多聚蛋白随后被加工为四种结构蛋白和八种非结构蛋白。

细胞代谢过程包括糖酵解、三羧酸（TCA）循环以及氨基酸、脂质和核苷酸的代谢。葡萄糖通过糖酵解代谢生成丙酮酸，丙酮酸有两种不同的去向：进入线粒体为TCA循环提供燃料，或由乳酸脱氢酶（LDH）转化为乳酸。

TCA循环处理乙酰基团，为呼吸链产生高能电子，同时为合成代谢途径提供关键中间体。细胞通过糖酵解和TCA循环分解丙酮酸或脂肪酸生成三磷酸腺苷（ATP），以满足其日益增长的能量需求。病毒缺乏自身的代谢系统。为了在宿主细胞内复制，病毒劫持细胞器以产生其复制所需的代谢产物。

已有研究表明，多种病毒会为此目的重编程宿主细胞代谢，包括非洲猪瘟病毒（ASFV）、甲型流感病毒（IAV）和呼吸道合胞病毒（RSV）。作者前期的研究显示，FMDV感染显著增强了天冬氨酸的水平，并且氨基酸转运蛋白SLC38A8（溶质载体家族38成员8）介导了FMDV诱导的天冬氨酸上调。然而，FMDV与能量代谢之间的调控关系仍不清楚。

图1.FMDV感染的PK-15细胞中代谢产物改变的示意图（摘自

Autophagy

）

自噬是真核细胞中一种进化上保守的自我消化过程，通过蛋白质水解在维持细胞稳态中发挥关键作用。在自噬过程中，分隔膜包裹部分细胞质及其细胞器和可溶性内容物形成自噬体，随后自噬体与溶酶体融合，形成自噬溶酶体，其中包裹的物质被降解。

多种自噬相关蛋白（ATG蛋白，如ATG5、ATG7和ATG8）已被证实参与自噬体的形成。自噬分为非选择性自噬和选择性自噬。选择性自噬是通过自噬途径特异性清除特定细胞内成分的过程，包括线粒体自噬、内质网自噬和核糖体自噬。研究表明，自噬与代谢过程相关。

例如，新城疫病毒（NDV）通过PINK1-PRKN依赖性线粒体自噬降低SIRT3（去乙酰化酶3），从而重编程能量代谢；寨卡病毒触发自噬以抑制宿主脂质代谢，从而促进病毒复制；乳酸通过乳酰化作为连接糖酵解与自噬的分子桥梁。FMDV感染可通过AKT/蛋白激酶B-MTOR（雷帕霉素作用机制靶标）依赖性通路诱导自噬。然而，FMDV通过自噬调控宿主代谢的潜在机制尚未阐明。

在本研究中，作者采用超高效液相色谱/四极杆飞行时间串联质谱（UHPLC-MS/MS）进行代谢组学分析，探讨了FMDV感染对FMDV感染的PK-15细胞和扁桃体中能量代谢的影响。以未感染猪的扁桃体作为对照。

结果显示，在体内和体外，FMDV均触发了细胞内能量代谢从氧化磷酸化（OXPHOS）向糖酵解的转换，而FMDV诱导的AKT-MTOR依赖性自噬通路和线粒体自噬促成了这一效应。本研究为FMDV感染细胞中发生的代谢重编程（该过程受自噬调控）提供了证据。

参考消息：https://doi.org/10.1080/15548627.2026.2693780