昆虫Dome受体直接识别病毒包膜激活JAK/STAT信号通路诱导保守抗病毒蛋白viperin表达的机制研究

本研究揭示了双链RNA虫媒病毒水稻瘿矮病毒(RGDV)通过其外壳蛋白P8直接结合昆虫Dome受体胞外域，触发受体二聚化和JAK/STAT通路激活的创新机制。研究人员发现Dome作为首个被鉴定的昆虫病毒模式识别受体(PRR)，其C743位点对病毒识别至关重要；鉴定出STAT调控的广谱抗病毒效应分子viperin；同时揭示病毒非结构蛋白Pns11通过竞争性结合STAT抑制其磷酸化的免疫逃逸策略。该研究为理解虫媒病毒与宿主免疫系统的协同进化提供了新视角。

　　

在自然界中，昆虫与病毒的军备竞赛已持续了数亿年。作为重要的农业害虫和疾病传播媒介，昆虫如何识别病毒入侵并启动免疫防御，同时病毒又如何反制宿主免疫，一直是科学家们关注的焦点。其中，JAK/STAT信号通路作为保守的免疫防御系统，在昆虫抗病毒免疫中扮演关键角色，但其激活机制仍存在诸多谜团。更令人困惑的是，某些昆虫如叶蝉缺乏已知的细胞因子配体Unpaired，却仍能激活JAK/STAT通路，暗示存在未知的病毒识别机制。

福建农林大学植物保护学院的研究人员以水稻瘿矮病毒(RGDV)及其媒介昆虫黑尾叶蝉为模型，开展了一项突破性研究。他们发现RGDV的外壳蛋白P8可直接结合叶蝉Dome受体胞外域，首次证实Dome可作为病毒模式识别受体(PRR)直接激活JAK/STAT通路；鉴定出STAT调控的新型抗病毒效应分子viperin具有广谱抗病毒活性；同时揭示病毒通过非结构蛋白Pns11抑制STAT磷酸化的免疫逃逸机制。这项发表于《Cell Reports》的研究，为理解虫媒病毒与媒介昆虫的协同进化提供了全新视角。

研究人员运用酵母双杂交和GST pull-down验证蛋白互作，通过Native-PAGE和磷酸化抗体检测信号通路激活，采用EMSA和双荧光素酶报告系统分析STAT对viperin启动子的调控，结合免疫荧光观察蛋白亚细胞定位，并利用基因沉默和体外磷酸化实验验证功能。实验样本来自实验室饲养的黑尾叶蝉群体和田间采集的病毒毒源。

RGDV感染激活叶蝉JAK/STAT通路

通过RT-qPCR和Western blot证实RGDV感染显著上调Dome、JAK和STAT表达，增加Dome二聚体、p-JAK和p-STAT水平。基因沉默实验显示，敲低Dome、JAK或STAT会促进病毒增殖，证实该通路的抗病毒功能。

RGDV P8与叶蝉Dome受体互作触发二聚化

结构域分析发现P8特异性结合Dome胞外区ER2结构域。关键位点突变证实C743是P8识别必需位点。Native-PAGE显示P8诱导Dome二聚化，微注射P8可激活下游JAK/STAT信号。

STAT调控抗病毒viperin表达

生物信息学预测viperin启动子含STAT结合位点"CAACTAGGAATA"，EMSA和酵母单杂交验证STAT直接结合该序列。双荧光素酶报告系统证实STAT激活viperin转录。过表达STAT提升viperin水平，而沉默STAT降低其表达。功能实验显示viperin对RGDV、RDV和RSMV均具抑制活性。

RGDV Pns11阻断STAT核转位

Y2H和GST pull-down发现Pns11特异性结合STAT的SH2结构域。免疫荧光显示Pns11将STAT滞留于胞质，抑制其核转位。竞争结合实验表明Pns11与JAK竞争结合STAT，且亲和力更高。

RGDV Pns11负调控STAT磷酸化

微注射Pns11蛋白降低p-STAT和viperin水平，促进病毒增殖。体外磷酸化实验证实Pns11抑制JAK介导的STAT磷酸化。

这项研究首次阐明昆虫Dome受体可直接识别病毒蛋白激活JAK/STAT通路，突破了该通路仅依赖细胞因子激活的传统认知。发现viperin作为STAT调控的广谱抗病毒效应分子，揭示了昆虫抵御多种病毒的保守策略。同时解析了病毒通过Pns11抑制STAT磷酸化的免疫逃逸机制，为理解虫媒病毒持久传播提供分子基础。该成果不仅拓展了对昆虫先天免疫的认识，也为开发阻断病毒传播的新型靶点提供了理论依据。特别值得注意的是，Dome作为首个被鉴定的昆虫病毒PRR，其识别机制与哺乳动物模式识别受体具有显著差异，反映了免疫系统在进化过程中的适应性创新。