热休克蛋白60通过调控线粒体自噬影响口蹄疫病毒复制的分子机制

本期推荐：中国农业科学院兰州兽医研究所团队揭示了HSP60通过CaMKII/Drp1-Ser616/Parkin通路调控线粒体自噬的新机制。该研究首次证实FMDV感染可诱导Parkin依赖性线粒体自噬，并发现HSP60缺失通过激活Drp1磷酸化及线粒体转位促进病毒清除，为开发靶向HSP60的抗FMDV策略提供了理论依据。

　　

在病毒与宿主永恒的博弈中，线粒体作为细胞的"能量工厂"和"防御堡垒"，其质量控制机制——线粒体自噬（mitophagy）正成为抗病毒研究的新焦点。口蹄疫病毒（FMDV）作为小RNA病毒科的重要病原体，其复制过程高度依赖宿主细胞器，但病毒如何干扰线粒体稳态仍知之甚少。更引人深思的是，作为线粒体"守护者"的热休克蛋白60（HSP60）在病毒感染中扮演着双重角色：既是维持蛋白质折叠的分子伴侣，又可能参与自噬调控网络。中国农业科学院兰州兽医研究所的Jianli Tang团队在《Cellular and Molecular Life Sciences》发表的研究，首次揭开了HSP60通过磷酸化舞蹈调控线粒体自噬，进而影响FMDV复制的精妙机制。

研究采用Western blotting、线粒体分离技术和RNA干扰等核心方法，在PK-15细胞模型中探究了FMDV感染与线粒体自噬的时空动态。通过构建GFP-LC3转染体系结合免疫荧光，系统分析了HSP60缺失条件下Drp1磷酸化修饰及Parkin转位的分子事件。

在"Parkin依赖性线粒体自噬被FMDV感染诱导并抑制病毒复制"部分，研究显示FMDV感染6小时后，P62蛋白水平显著降低，而Beclin-1和LC3-II水平上升，同时线粒体标志蛋白VDAC1和COXIV减少。GFP-LC3与线粒体的共定位证实了自噬小体包裹线粒体的现象。Parkin的线粒体转位实验揭示其从胞质向线粒体的动态迁移，而Parkin敲除则逆转了FMDV诱导的自噬抑制并促进病毒复制。

"HSP60缺失激活Parkin依赖性线粒体自噬"部分发现，siRNA沉默HSP60导致自噬流标志物LC3-II/Beclin-1升高而P62下降。3-MA（自噬抑制剂）处理可逆转这种效应。双重沉默HSP60与Parkin的实验证实，Parkin是HSP60调控通路的下游执行者，线粒体组分分离显示Parkin在HSP60缺失细胞中特异性富集于线粒体。

关于"Drp1-Ser⁶¹⁶磷酸化及其线粒体转位对HSP60缺失诱导的线粒体自噬至关重要"，研究团队发现HSP60敲低促使Drp1向线粒体迁移，这种效应可被Drp1抑制剂Mdivi-1阻断。磷酸化分析显示Ser⁶¹⁶位点修饰增强，而Drp1沉默不仅降低p-Drp1-Ser⁶¹⁶水平，还抑制了Parkin的线粒体募集，证明Drp1是连接HSP60与Parkin通路的关键桥梁。

在"CaMKII介导HSP60缺失细胞的Drp1-Ser⁶¹⁶磷酸化"章节，磷酸化蛋白芯片筛选出CaMKII而非ERK2是关键激酶。CaMKII特异性沉默实验显示，其缺失显著降低Drp1-Ser⁶¹⁶磷酸化水平，线粒体组分中p-Drp1-Ser⁶¹⁶的积累也被明显抑制。

该研究构建了"HSP60-CaMKII-Drp1-Parkin"调控轴的全新模型：在生理状态下，HSP60通过抑制CaMKII活性维持Drp1低磷酸化水平；当HSP60缺失或FMDV感染时，CaMKII激活促使Drp1-Ser⁶¹⁶磷酸化，驱动线粒体分裂并促进Parkin募集，最终通过线粒体自噬清除病毒。这一发现不仅阐明了HSP60在天然免疫中的新功能，更提供了通过靶向HSP60-CaMKII通路调控线粒体质量控制的治疗策略。值得注意的是，研究揭示的线粒体自噬抗病毒机制可能具有广谱性，为应对其他RNA病毒感染提供了新的干预思路。未来研究需进一步解析HSP60在不同细胞器间的协同调控网络，以及其在全身性感染中的时空特异性功能。