鸭坦布苏病毒通过钙稳态失衡激活AMPK通路促进病毒复制的新机制

《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Disruption of cellular calcium homeostasis by duck Tembusu virus facilitates viral replication via AMPK pathway activation

本研究首次揭示鸭坦布苏病毒（DTMUV）通过电压门控钙通道（VGCC）破坏宿主细胞钙离子（Ca2+）稳态，进而激活AMP活化蛋白激酶（AMPK）信号通路，特异性促进病毒RNA复制。该发现为理解黄病毒属病原的致病机制提供了新视角，并提示Ca2+-AMPK轴可作为潜在抗病毒靶标。

　　

鸭坦布苏病毒（DTMUV）作为黄病毒属的重要成员，其高致病性和传播性对家禽养殖业构成严重威胁。尽管该病毒的分子致病机制尚不明确，但已有研究表明多种病毒可通过扰乱细胞内钙离子（Ca²⁺）稳态来促进自身复制。本研究系统探讨了Ca²⁺稳态在DTMUV感染中的作用及其分子机制。

研究方法与模型建立

实验采用鸭胚成纤维细胞（DEFs）作为宿主模型，通过Fluo-4AM染色结合流式细胞术检测胞质Ca²⁺浓度变化。为调控Ca²⁺水平和AMPK活性，研究团队应用了电压门控钙通道（VGCC）阻断剂（维拉帕米、盐酸地尔硫?）、钙螯合剂（BAPTA-AM）以及AMPK抑制剂（Compound C）。病毒感染的各个环节——包括病毒入侵、基因组RNA复制（靶向DTMUV NS5基因）、病毒产量和释放——均通过qRT-PCR和空斑试验进行评估。AMPK活化状态则通过Western blotting使用抗磷酸化AMPKα（Thr172）和抗AMPKα抗体进行检测。

DTMUV破坏钙稳态的机制

研究结果显示，DTMUV感染在6、8、10和12小时均能显著提高DEFs胞质Ca²⁺浓度。这一升高现象可被维拉帕米或盐酸地尔硫?显著抑制，表明DTMUV主要通过VGCCs诱导细胞外Ca²⁺内流。功能实验进一步证实，通过VGCC阻断剂或BAPTA-AM降低胞质Ca²⁺能特异性抑制DTMUV的RNA复制阶段，而对病毒入侵和释放过程无显著影响，最终导致子代病毒产量下降。

AMPK通路的关键作用

机制深入分析揭示，DTMUV感染以Ca²⁺依赖的方式激活AMPK通路。使用Compound C抑制AMPK活性后，病毒RNA复制和子代产量呈现剂量依赖性的下降趋势。Western blotting结果明确显示，DTMUV感染能显著增强AMPK的磷酸化水平，而这一活化过程可被Ca²⁺调控药物所抑制。

讨论与展望

本研究首次建立了DTMUV感染与Ca²⁺-AMPK信号轴的功能联系。值得注意的是，VGCC阻断剂未能完全消除DTMUV诱导的胞质Ca²⁺升高，提示可能存在其他补充途径，如细胞内钙库释放机制。与黄病毒属其他成员（如西尼罗病毒和登革病毒）的研究相呼应，DTMUV可能通过脂筏微域激活L型钙通道，这一假设有待后续验证。

在机制层面，除经典的Ca²⁺-CaMKK-II-AMPK-自噬轴外，研究还发现氧化应激与代谢重编程可能参与调控过程。黄病毒感染通常通过重塑宿主代谢网络（如糖酵解、脂质合成）为病毒复制提供有利环境。AMPK作为能量感应枢纽，其激活可能协调这些代谢变化，但具体分子机制仍需进一步解析。

研究意义与应用前景

该研究不仅阐明了DTMUV利用宿主Ca²⁺信号促进复制的新机制，还为开发针对Ca²⁺-AMPK轴的抗病毒策略提供了理论依据。未来研究可聚焦于特定病毒蛋白如何精确调控钙信号，以及该通路与其它宿主因子（如LKB1）的交互作用，从而为黄病毒防控提供新的干预靶点。