郑春福教授团队最新研究：病毒感染时，细胞里的“糖衣”竟能决定生死？揭秘免疫系统的隐形指挥官

先天免疫系统通过RLR和cGAS-STING两条通路识别病毒核酸，启动抗病毒反应。这两条通路的激活强度需要精确控制：过弱导致病毒逃逸，过强引发自身免疫病。近年研究发现，糖基化是一种关键的调控机制。N-糖基化发生在内质网和高尔基体，影响蛋白折叠与定位；O-GlcNAc糖基化发生在细胞质，动态调节蛋白活性。

近期，郑春福教授团队在Communications Biology的研究介绍了这两种糖基化修饰如何调控RLR和cGAS-STING通路中的核心蛋白，以及这一机制在感染、癌症和自身免疫病中的意义。

研究背景与目的

RLR通路识别RNA病毒，通过接头蛋白MAVS激活下游转录因子IRF3和NF-κB，产生I型干扰素。cGAS-STING通路识别DNA病毒，STING从内质网转运至高尔基体后聚合，招募TBK1激酶，同样激活IRF3。两条通路的共同特点是核心蛋白（MAVS、STING）需要经历构象变化、蛋白互作和亚细胞定位改变才能发挥功能。

糖基化是常见的翻译后修饰。N-糖基化在ER腔内发生，由寡糖转移酶将糖链连接至天冬酰胺残基，影响蛋白折叠和稳定性。O-GlcNAc糖基化由OGT酶催化，将单个GlcNAc连接至丝氨酸或苏氨酸，可被OGA酶移除，反应速度快且对代谢状态敏感。这两种修饰已被证实可直接影响MAVS和STING的功能。

研究方法

研究糖基化对免疫通路调控主要使用以下技术：

质谱分析：鉴定糖基化发生的具体氨基酸位点和糖链结构。对O-GlcNAc检测需要使用电子转移解离等特殊碎裂模式，因其修饰在电离过程中不稳定。

凝集素和抗体：凝集素如WGA（结合GlcNAc）和AAL（结合岩藻糖）用于富集或检测糖基化蛋白。抗体RL2和CTD110.6特异性识别O-GlcNAc修饰。

位点突变：将预测的糖基化位点（天冬酰胺或丝氨酸/苏氨酸）突变为不可糖基化的氨基酸，比较突变体与野生型蛋白的功能差异。

酶抑制剂：OGT抑制剂（OSMI-1、ST045849）和OGA抑制剂（Thiamet-G、PUGNAc）用于上调或下调细胞内O-GlcNAc水平。DON抑制己糖胺合成通路，减少UDP-GlcNAc供给。

代谢标记：使用叠氮基团修饰的糖类似物（如Ac4GlcNAz）喂养细胞，通过点击化学反应连接荧光或生物素标签，实现活细胞中糖基化蛋白的可视化和富集。

MAVS的O-GlcNAc双向调控

MAVS是RLR通路的核心接头蛋白，其O-GlcNAc修饰存在两类效应相反的位点。

激活型位点：人MAVS的S366位点在RNA病毒感染后被OGT糖基化。这一修饰促进MAVS与E3泛素连接酶TRIM31的结合，增加K63连接的泛素化，从而增强MAVS聚合和下游信号。将322–347区域内的7个丝氨酸/苏氨酸同时突变为丙氨酸后，MAVS的O-GlcNAc水平显著下降，IFN-β启动子活性降低。

抑制型位点：MAVS第249–257区域在未感染细胞中处于高O-GlcNAc状态。这一修饰抑制MAVS自我聚合及其与TRAF3的相互作用。仙台病毒感染后，细胞内OGT转录水平下调，该区域的O-GlcNAc减少，MAVS被释放从而启动信号。

STING的N-糖基化与O-GlcNAc修饰

STING是内质网跨膜蛋白，其功能依赖两种糖基化。

N-糖基化：DDOST是寡糖转移复合体的亚基，负责将糖链转移至STING的天冬酰胺残基。DDOST缺失或N-糖基化位点突变后，STING无法形成高级寡聚体，IFN-β产生减少。N-糖基化也是STING正确折叠和从内质网输出所必需的。

O-GlcNAc修饰：人STING的T229位点可被OGT糖基化。DNA病毒感染（如HSV-1）促进细胞葡萄糖代谢，增加己糖胺合成通路产物UDP-GlcNAc，从而提高T229位点的O-GlcNAc水平。T229糖基化促进STING的K63泛素化、二聚化和从内质网向高尔基体的转运。T229A突变阻断这些过程，导致IFN-β和IL-6产生下降。在小鼠中，T229A突变或使用HBP抑制剂DON均增加对DNA病毒的易感性。

STING与硫酸化糖胺聚糖的相互作用

STING到达高尔基体后，其表面的正电荷残基与带负电的硫酸化糖胺聚糖（如硫酸乙酰肝素）结合。这一结合诱导STING形成更高阶的寡聚体，促进TBK1的招募和IRF3磷酸化。糖胺聚糖合成缺陷的小鼠在痘病毒感染后IFN-I反应受损，病毒载量升高。

其他蛋白的间接调控

IRF5：流感病毒感染诱导IRF5 S430位点O-GlcNAc修饰，促进其K63泛素化和活化。在小鼠中，髓系细胞特异性敲除OGT或IRF5可降低病毒诱导的细胞因子风暴，减轻体重下降和肺损伤。

SAMHD1：乙型肝炎病毒感染上调己糖胺合成通路，增加SAMHD1 S93位点O-GlcNAc修饰，稳定其四聚体并提高dNTP酶活性。dNTP耗竭导致病毒DNA复制过程中产生更多异常DNA片段，这些片段被cGAS识别后增强STING通路活性。

OGT与cGAS-STING：在癌细胞中，OGT通过切割HCF-1维持基因组稳定性。OGT抑制或敲除导致HCF-1切割异常，基因组不稳定性增加，胞质自身DNA积累并激活cGAS-STING通路，促进CD8+ T细胞介导的抗肿瘤免疫。

HBP通路连接代谢与免疫

己糖胺合成通路以葡萄糖、谷氨酰胺、乙酰辅酶A和UTP为原料合成UDP-GlcNAc，是OGT的唯一糖供体。病毒感染可调节HBP通量：VSV和HSV-1感染均被报道增加UDP-GlcNAc水平，分别增强MAVS和STING的O-GlcNAc修饰。口服葡萄糖胺（进入HBP途径）可增强小鼠对RNA病毒的抗性，而HBP抑制剂DON则削弱抗病毒反应。

总结

N-糖基化和O-GlcNAc糖基化是调控RLR和cGAS-STING通路的两种主要修饰方式。N-糖基化发生在内质网和高尔基体，对STING的折叠、稳定性及转运至高尔基体是必需的。O-GlcNAc发生在细胞质，由OGT和OGA动态调控，可分别增强或抑制MAVS的活性，并促进STING在T229位点的激活。硫酸化糖胺聚糖与STING在高尔基体的互作进一步促进其聚合。

HBP通路将细胞代谢状态与O-GlcNAc水平直接关联，病毒感染可通过调节这一通路改变免疫反应强度。在病毒持续感染、肿瘤免疫逃逸和自身免疫病中，糖基化异常均被观察到。靶向OGT、OGA或HBP通路的药物已在动物模型中显示免疫调节效果，但全身性抑制存在底物广泛性问题，位点特异性干预是未来方向。

来源：Tong, J., Zhang, W., Xue, M.et al. Glycosylation as a dynamic regulator of RLR and cGAS-STING innate immune signalling pathways. Commun Biol 9, 422 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09767-9

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