猪流行性腹泻(PED)是由猪流行性腹泻病毒(PEDV)引起的极具破坏性的猪肠道疾病,可引起仔猪脱水、呕吐和急性腹泻,并导致1周龄以下仔猪死亡,给养猪业造成巨大的经济损失。近年来,由于PEDV频繁变异并在全球范围内广泛传播,传统疫苗的免疫保护效果受到严重挑战。因此,亟需筛选鉴定PEDV复制相关的关键因子,不仅对于阐明PEDV致病机制具有重要意义,也有助于发现新的抗PEDV治疗药物靶点。
近日,江苏省农业科学院兽医所李彬研究员团队在宿主蛋白调控PEDV复制机制方面取得重要进展,研究成果以题为“MCL1 promotes porcine epidemic diarrhea virus replication by modulating arachidonic acid metabolic pathway”在线发表于病原学国际权威期刊《PLOS Pathogens》。
团队通过全基因组CRISPR-Cas9敲除文库筛选并鉴定出髓细胞白血病因子1(MCL1)是PEDV复制所必需的关键宿主因子,该研究进一步解析了MCL1促进PEDV复制的具体分子机制。研究人员发现,MCL1通过其BCL-2同源(BH)结构域促进PEDV复制,但BH结构域介导的程序性死亡不是MCL1促进PEDV感染的主要机制。进一步通过转录学分析发现,MCL1缺失导致细胞内花生四烯酸代谢异常,使游离花生四烯酸水平显著升高并激活花生四烯酸次级代谢通路,而花生四烯酸及其次级代谢产物LTC4可以显著抑制PEDV复制。研究人员聚焦于MCL1介导的花生四烯酸代谢机制并证明MCL1通过其BH结构域介导花生四烯酸β氧化,从而为病毒复制提供能量。在这一过程中,研究人员鉴定出一种新的代谢调控因子——酰基辅酶A合成酶bubblegum家族成员1(ACSBG1)。功能研究表明ACSBG1可以与MCL1的N端发生相互作用并协同促进花生四烯酸的β氧化;ACSBG1作为一种促病毒因子在PEDV生命周期的复制阶段与MCL1共同促进PEDV复制。
综上所述,该研究阐明MCL1通过花生四烯酸代谢促进PEDV复制的分子机制,同时揭示MCL1与ACSBG1之间独特且协同的相互作用模式,即二者协同调控花生四烯酸β氧化。该研究结果不仅拓展MCL1在脂质代谢中的功能认识,也为靶向宿主代谢通路开展抗病毒药物开发提供新的思路和潜在靶点。
江苏省农业科学院兽医所动物腹泻病防控创新团队博士后商红旗为论文第一作者,李彬研究员和范宝超研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了江苏省自然科学基金和中国博士后科学基金等项目的资助。

