北京
近日，河南农业大学动物医学院/动物病原与生物安全教育部重点实验室魏战勇教授团队在《Advanced Science》在线发表了研究论文，题目为“Porcine Deltacoronavirus M Protein Binds NLRP3 to Promote Inflammasome Assembly via Competition with TRIM31”。该研究首次系统阐明了猪德尔塔冠状病毒（PDCoV）通过拮抗宿主泛素化降解系统激活炎症小体的全新分子机制，为抗冠状病毒药物研发提供了极具潜力的新靶点。
PDCoV是一种引起仔猪急性腹泻、呕吐、脱水，从而导致死亡的病毒性传染病。自2012年，PDCoV首次在中国香港被发现，已迅速席卷全球各大洲，给全球生猪产业带来重创。尤为值得关注的是，PDCoV已被证明具有广泛的细胞嗜性和跨物种传播风险。然而，PDCoV诱发剧烈肠道炎症导致严重腹泻的致病机制尚未完全解析，严重制约了高效抗病毒药物的研发。
针对这一科学难题，魏战勇教授团队从PDCoV感染引发肠道炎症切入，开展机制解析研究。体内外研究结果证实，PDCoV感染后引起了NLRP3炎性体的组装和活化，激活了caspase-1酶活性，进而诱导了IL-1β的成熟和分泌。机制研究表明，PDCoV的M蛋白是诱导NLRP3炎性体活化的主要病毒蛋白，并且M蛋白可以直接结合NLRP3蛋白的LRR结构域。蛋白结构解析及互作验证的结果显示，M蛋白β-sheet核心的7个残基（M116、H201、T205、K207、R212、Y214和M217）与LRR结构域α-螺旋槽中的8个残基（Y861、R920、E949、E1007、Y1009、K1015、N1011和E1033）形成氢键，是结合的关键决定因素。
图1. PDCoV M蛋白与NLRP3 LRR结构域的互作验证
进一步的机制研究表明，PDCoV M蛋白通过与E3泛素连接酶TRIM31竞争性结合NLRP3，阻断了TRIM31介导的K48位多泛素化修饰及随后的蛋白酶体降解途径。这种“分子占位”策略导致NLRP3蛋白稳定性显著增加，最终驱动NLRP3炎症小体的组装及活化，Caspase-1酶活性的增加，以及IL-1β的成熟及分泌，进而诱发剧烈的肠道炎症。
图2. PDCoV M蛋白与TRIM31竞争性结合NLRP3的功能解析
本项研究不仅补充描绘了PDCoV诱发仔猪腹泻的分子机制蓝图，更从“泛素化修饰”这一全新视角，为理解冠状病毒的免疫调控机制提供了重要的理论基石。这一发现为开发阻断NLRP3炎症小体过度激活的广谱抗病毒药物指明了方向。
河南农业大学动物医学院研究生侯晋辉、韩方方和刘安琦为论文共同第一作者，胡慧教授和袁晋副教授为共同通讯作者。研究得到了国家重点研发计划项目（2023YFD1801800）；国家自然科学基金项目（32130106,32402924,U22A20520）；河南省科技创新领军人才支持计划（254200510033）；河南省高校科技创新团队资助项目（24IRTSTHN034）以及河南省自然科学基金卓越青年创新研究群体项目（262300421002）的支持。
魏战勇教授领衔的动物分子病原学创新团队长期致力于动物冠状病毒的防控研究，于国际/国内率先分离鉴定出PDCoV流行株，围绕该病原持续开展感染致病机制、快速诊断方法及新型疫苗研究，已在Microbiome、ACS Nano、mBio、J Virol等国际期刊上发表了180余篇学术性文章，取得多项原创性研究成果。
https://doi.org/10.1002/advs.76393
本期编辑：Double
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