PGK1：调控牛疱疹病毒 1 型感染的关键因子，为抗病毒治疗带来新曙光

为探究牛疱疹病毒 1 型（BoHV-1）与磷酸甘油酸激酶 1（PGK1）信号通路关系，研究发现 PGK1 影响 BoHV-1 复制，或成治疗靶点。

　　牛，作为畜牧业的重要支柱，为人类提供了丰富的肉、奶等产品。然而，有一种 “隐藏杀手” 时刻威胁着牛群的健康 —— 牛疱疹病毒 1 型（BoHV-1）。它在全球牛群中广泛传播，能引发从传染性牛鼻气管炎（IBR）到流产等多种疾病。而且，它还会悄悄削弱牛的免疫力，让其他病原体有机可乘，引发致命的牛呼吸道疾病综合征（BRDC），给全球养牛业带来沉重的经济负担，就连濒危的牦牛等牛种也深受其害。

在细胞的 “能量工厂” 里，葡萄糖代谢产生的三磷酸腺苷（ATP）是病毒复制的 “能量燃料”。糖酵解作为重要的能量生产途径，与多种病毒的复制密切相关。但 BoHV-1 感染与糖酵解之间的关系却迷雾重重。其中，磷酸甘油酸激酶 1（PGK1）作为糖酵解过程中的关键酶，不仅在能量代谢中发挥作用，还参与多种细胞活动。此前研究暗示，PGK1 信号通路或许与 BoHV-1 复制存在某种联系，可具体情况却无人知晓。

为了揭开这层神秘的面纱，河北大学微生物多样性研究与应用重点实验室等机构的研究人员展开了深入探索。他们的研究成果发表在《Veterinary Research》上，为抗击 BoHV-1 感染带来了新的希望。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先是蛋白质免疫印迹分析（Western blotting analysis），通过该方法来检测细胞中蛋白质的表达水平；免疫荧光测定（Immunofluorescence assay），可以直观观察蛋白质在细胞内的定位情况；实时荧光定量 PCR（qRT-PCR），用于测定基因的 mRNA 表达水平；免疫沉淀测定（Immunoprecipitation assay），以此探究蛋白质之间的相互作用。

研究结果如下：

1. BoHV-1 productive infection decreases PGK1 protein expression：研究人员用 BoHV-1 感染 MDBK 细胞和 Neuro-2A 细胞，通过蛋白质免疫印迹分析发现，感染后细胞中 PGK1 蛋白和 mRNA 水平均下降，且这种下降在不同细胞类型中都存在，表明该效应与细胞类型无关。
2. BoHV-1 infection re-localises PGK1 proteins：利用免疫荧光测定和蛋白质免疫印迹分析，研究人员发现，BoHV-1 感染后，PGK1 蛋白会重新定位。早期，PGK1 蛋白和线粒体网络均匀分布在细胞质中，后期线粒体网络聚集，部分 PGK1 蛋白积累在线粒体中，同时细胞质和细胞核中的 PGK1 蛋白水平下降。
3. PGK1 plays an important role in BoHV-1 productive infection：研究人员运用 siRNA 转染实验和化学抑制剂处理实验，发现敲低 PGK1 表达或抑制其活性，会使病毒滴度和病毒基因组数量显著降低，同时病毒基因 bICP27 和 VP16 的转录水平也下降，表明 PGK1 对 BoHV-1 的高效复制至关重要。
4. β-catenin negatively regulates PGK1 protein expression：使用 β- 连环蛋白（β-catenin）特异性抑制剂 iCRT14 处理 MDBK 细胞，以及转染表达组成型活性 S33Yβ-catenin 突变体的质粒，结果显示，β-catenin 信号通路对 PGK1 的稳态表达有负向影响。
5. PGK1 positively regulates β-catenin expression, which is reversed following virus infection：通过蛋白质免疫印迹分析，研究人员发现，抑制 PGK1 会降低 β-catenin 蛋白水平，而过表达 PGK1 则会增加 β-catenin 表达。但在 BoHV-1 感染的细胞中，敲低 PGK1 却会使 β-catenin 表达升高，说明病毒感染会逆转 PGK1 对 β-catenin 表达的调节作用。
6. PGK1 associates with β-catenin and stimulates β-catenin-dependent transcription：免疫沉淀研究表明，PGK1 与 β-catenin 在 mock-infected 和病毒感染的细胞中均存在相互作用。双荧光素酶报告基因检测发现，PGK1 能刺激 β-catenin 依赖的转录，且在 BoHV-1 感染时，PGK1 也参与激活 β-catenin 依赖的转录，促进病毒复制。
7. PGK1 signalling promotes nuclear translocation of p-β-catenin (S552) following BoHV-1 productive infection：研究人员分离细胞的细胞质和细胞核组分，经蛋白质免疫印迹分析发现，敲低 PGK1 会减少感染细胞中 p-β-catenin (S552) 的核积累，表明 PGK1 通过促进 p-β-catenin (S552) 的核积累来影响 β-catenin 的活性。

研究结论与讨论：
此次研究首次揭示了 PGK1 信号通路在 BoHV-1 感染中的关键作用。虽然 BoHV-1 感染会降低 PGK1 蛋白表达，但它却依赖 PGK1 信号通路进行高效复制，这与其他病毒对 PGK1 的影响不同，却都表明了 PGK1 信号通路对病毒复制的重要性。

同时，研究发现 PGK1 和 β-catenin 之间存在复杂的相互调节关系。在正常情况下，它们相互影响对方的表达和活性，而 BoHV-1 感染会打破这种平衡，逆转 PGK1 对 β-catenin 表达的调节作用。此外，PGK1 还通过促进 p-β-catenin (S552) 的核积累来刺激 β-catenin 依赖的转录，进一步促进 BoHV-1 的复制。

这一研究成果意义重大。一方面，它为深入理解 BoHV-1 的致病机制提供了新视角，让我们认识到 PGK1 信号通路在病毒感染过程中的复杂调控作用。另一方面，PGK1 有望成为开发抗 BoHV-1 感染新型治疗药物的潜在靶点，为解决 BoHV-1 感染带来的畜牧业难题提供了新的方向。未来，或许可以通过干预 PGK1 信号通路，阻断 BoHV-1 的复制，保护牛群健康，减少经济损失。