I 论文导读 |
口蹄疫（FMD）是由口蹄疫病毒（FMDV）引起的一种高度传染性疾病，严重影响着全球畜牧业。该病毒能在宿主细胞内快速复制，导致动物出现特征性症状，如口腔溃疡、跛行和食欲不振，给养殖业带来重大经济损失。尽管已有疫苗和防控措施，但FMDV的遗传多样性和快速变异能力使得疾病控制面临挑战。FMDV的复制与宿主细胞的脂质代谢紧密相关，特别是，硬脂酰辅酶A去饱和酶1（SCD1）在调节脂肪酸代谢中起着核心作用，其通过将饱和脂肪酸转化为单不饱和脂肪酸，影响细胞内的脂质平衡。SCD1的酶活性及其在脂肪酸代谢中的作用，提示它可能在FMDV的复制过程中发挥着关键作用。尽管已有研究揭示了SCD1在脂肪酸代谢中的功能，但其在FMDV复制中的具体角色及其调控机制尚不清楚。此外，FMDV如何在宿主细胞内形成复制复合体，以及SCD1如何参与这一过程，这些问题仍然是领域内的研究空白。
IF：4.17 中科院2区 | JCR/Q2 病毒学 参考译文：硬脂酰辅酶 A 去饱和酶 1 (SCD1) 通过调节宿主细胞脂质代谢和病毒蛋白 2C 介导的复制复合物形成来调节口蹄疫病毒复制 第一作者： Bonan Lv 通讯作者：唐晓峰，沈超 |
I 主要研究结果 |
图1.确定SCD1在调节FMDV复制中的作用
2.SCD1 酶活性对于上调 FMDV 复制至关重要
在本研究中，科研人员深入探讨了SCD1酶活性对FMDV复制的调控作用。研究发现，SCD1的过表达或外源添加其酶促产物油酸（OA），能够显著增加FMDV在BHK-21细胞和SCD1敲低细胞中的复制。此外，SCD1的过度表达或油酸的添加能够恢复BHK-VEC细胞中的FMDV感染和复制。这些结果表明，SCD1的酶活性对FMDV的复制至关重要。进一步的实验显示，抑制SCD1酶活性导致FMDV复制复合体数量显著减少，并且形态异常。这些发现揭示了SCD1酶活性在调控FMDV复制中的关键作用，并为开发针对RNA病毒的新型抗病毒药物提供了潜在靶点。
图2.SCD1酶活性对于促进FMDV复制至关重要
3.SCD1催化产物显著上调BHK-Op细胞中FMDV的复制，并引发BHK-VEC细胞中FMDV的复制
在本研究部分，科学家们观察了SCD1的酶促产物如何显著提高持续感染FMDV的BHK-Op细胞以及原本不支撑FMDV复制的BHK-VEC细胞中的病毒复制。结果显示，当向这些细胞中添加油酸（OA），即SCD1的酶促产物时，FMDV的复制效率得到了显著提升。特别是在BHK-VEC细胞中，油酸的添加触发了FMDV的复制，表明SCD1的酶活性及其产物在调节宿主细胞脂质代谢和病毒复制中起着至关重要的作用。此外，研究还发现，SCD1的过表达在BHK-VEC细胞中恢复了FMDV的复制能力，进一步证实了SCD1在FMDV复制中的调控作用。这些发现为理解SCD1在FMDV生命周期中的功能提供了新的视角，并为开发针对FMDV的新型治疗策略提供了可能的靶点。
图3.SCD1 增强了 FMDV 在持续感染细胞中的复制效率，并触发了 FMDV 在 BHK-VEC 细胞中的复制
4.SCD1 募集 FMDV 2C 至耐洗涤剂膜以促进 FMDV 复制复合物的建立
本研究部分揭示了SCD1在促进FMDV复制复合体形成中的具体作用机制。研究发现，SCD1能够将FMDV的非结构蛋白2C招募到耐洗涤剂的膜上，这是病毒复制复合体形成的关键步骤。通过免疫共沉淀实验，证实了SCD1与2C之间的直接相互作用，并且这种相互作用对于病毒复制复合体的稳定和功能至关重要。
进一步的研究表明，SCD1的酶活性对于2C蛋白在细胞中的定位至关重要。当SCD1活性受到抑制时，2C蛋白在耐洗涤剂膜中的定位和丰度显著减少，导致FMDV复制复合体的形成受阻。此外，SCD1的酶活性还参与了调节细胞内脂质代谢，影响细胞膜的流动性和结构，为FMDV复制复合体的形成提供了适宜的微环境。
图4.SCD1 将 FMDV 2C 募集到耐洗涤剂的膜上
5.SCD1 及其酶产物参与 FMDV 复制复合物的形成
在这项研究中，科学家们发现SCD1及其酶促产物在FMDV复制复合体的形成中扮演了重要角色。通过使用透射电子显微镜等技术，研究人员观察到SCD1活性的上调导致宿主细胞内复制复合体和脂滴数量的显著增加。相反，SCD1活性的抑制或敲低则导致这些结构的数量减少，并且复制复合体的形态异常。
特别地，SCD1的酶促产物，如油酸（OA），在促进FMDV复制复合体形成方面发挥了关键作用。当在SCD1敲低或敲除的细胞中添加外源OA时，FMDV复制复合体的数量和形态得到了恢复，表明SCD1通过其酶促产物影响病毒复制复合体的形成。
此外，研究还发现SCD1能够促进FMDV非结构蛋白2C在细胞中的适当定位，这对于病毒复制复合体的形成至关重要。SCD1的酶活性不仅影响了2C蛋白在耐洗涤剂膜中的招募，还影响了这些膜结构的稳定性和功能。
图5.SCD1及其酶产物参与FMDV复制复合物的形成
6.其他 RNA 病毒的复制受 SCD1 酶活性调控
在这项研究中，研究人员探究了SCD1酶活性对其他RNA病毒复制的调节作用。通过一系列实验，他们发现SCD1不仅对FMDV的复制至关重要，还影响着其他几种RNA病毒的复制效率，包括呼吸肠道孤儿病毒-3-176（REO176）、脊髓灰质炎病毒-1（PV1）、肠道病毒71型（EV71）和水泡性口炎病毒（VSV）。
实验结果显示，抑制SCD1活性或使用SCD1酶抑制剂能够显著降低这些病毒的复制水平。而外源添加SCD1的酶促产物油酸（OA）则能够逆转这种抑制效果，恢复或提高病毒的复制。这些结果表明，SCD1及其酶促产物在调节RNA病毒复制中可能发挥着普遍作用。
这一发现揭示了SCD1作为一个关键的宿主细胞因子，可能对多种RNA病毒的生命周期产生影响。
图6.正链 RNA 病毒的广泛复制受 SCD1 酶活性调控
| I 研究总结 |
本研究深入探讨了硬脂酰辅酶A去饱和酶1（SCD1）在口蹄疫病毒（FMDV）复制中的作用及其潜在机制。研究发现SCD1是调节FMDV复制的关键宿主因子，其酶活性对病毒复制具有显著影响。通过过表达或抑制SCD1，以及外源添加SCD1酶促产物油酸（OA），研究人员证实了SCD1对FMDV复制的促进作用，并进一步揭示了SCD1在病毒复制复合体形成中的重要性。
此外，研究还发现SCD1的酶活性不仅影响FMDV的复制，还广泛调节其他RNA病毒的复制效率，包括REO176、PV1、EV71和VSV等。这些发现表明SCD1在宿主细胞脂质代谢中发挥着核心作用，并可能作为开发新型广谱抗病毒策略的潜在靶点。
总之，本研究不仅揭示了SCD1在FMDV复制中的关键作用，还为理解SCD1在其他RNA病毒复制中的调节功能提供了新的见解。这些发现为未来开发针对FMDV及其他RNA病毒的抗病毒治疗提供了重要的基础信息和潜在的治疗靶点。
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