中国畜牧兽医 2024,51(4):1686-1695C h i n aA n i m a lH u s b a n d r y &V e t e r i n a r y Me d i c i n e 脂质代谢和糖代谢在P R R S V 感染宿主细胞中作用研究进展罗 琴1,2,刘宝玲1,乔常宏1,2,陈翔宇1,2,刘丁语1,王晓虎1,王 刚1,刘 昊2,蔡汝健1(1.广东省农业科学院动物卫生研究所,广东省畜禽疫病防治研究重点实验室,农业农村部兽用药物与诊断技术广东科学观测实验站,广州510640;2.佛山科学技术学院生命科学与工程学院,佛山528225)摘 要:猪繁殖与呼吸综合征病毒(P o r c i n e r e p r o d u c t i v ea n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m ev i r u s ,P R R S V )感染可引起母猪繁殖障碍㊁仔猪呼吸道疾病及公猪精液质量下降,给世界养猪业造成了巨大的经济损失㊂P R R S V 不能自主复制,其生命周期的各个阶段均依赖于宿主的代谢系统㊂宿主细胞也可调节其代谢过程,以防止P R R S V 复制和维持其正常生理功能㊂脂质代谢和糖代谢在P R R S V 感染中均扮演了重要角色,P R R S V 作为一种囊膜病毒对脂质代谢系统的依赖性较其他代谢系统更强㊂脂质参与了P R R S V 生命周期的各个阶段,包括吸附㊁进入㊁复制㊁组装和释放,此外还与细胞炎症㊁免疫和凋亡有关㊂糖代谢也可干扰P R R S V 的生命活动,从而促进或抑制P R R S V 复制㊂文章综述了脂质代谢中脂肪酸㊁胆固醇㊁磷脂㊁脂滴和脂筏以及糖代谢中糖酵解和三羧酸循环在P R R S V 感染宿主细胞中的作用,以期为阐明P R R S V 的致病机制以及疫苗和抗P R R S V 药物的研发提供基本理论依据㊂关键词:猪繁殖与呼吸综合征病毒(P R R S V );宿主细胞;脂质代谢;糖代谢中图分类号:S 852.65+9.6文献标识码:AD o i :10.16431/j .c n k i .1671-7236.2024.04.036 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):收稿日期:2023-10-16基金项目:广东省省级科技计划项目(2023B 020*******);广州市农村科技特派员项目(20212100015);2021年英德市科技计划项目;云浮市云安区生猪产业园科技支撑和技术示范(动卫合经2022k 06-005);生猪智能化动物疫病防疫与诊疗系统(动卫合经2022k 11-006)联系方式:罗琴,E -m a i l :l u o q i n 121104@163.c o m ㊂通信作者刘昊,E -m a i l :l i u h a o _l h @h o t m a i l .c o m ;蔡汝健,E -m a i l :466866569@q q.c o m R e s e a r c hP r o g r e s s o n t h eR o l e o fL i p i dM e t a b o l i s ma n d G l u c o s eM e t a b o l i s mi nP R R S V -i n f e c t e dH o s t C e l l sL U O Q i n 1,2,L I U B a o l i n g 1,Q I A OC h a n g h o n g 1,2,C H E N X i a n g y u 1,2,L I U D i n g yu 1,WA N G X i a o h u 1,WA N G G a n g 1,L I U H a o 2,C A IR u ji a n 1(1.S c i e n t i f i c O b s e r v a t i o na n dE x p e r i m e n t a lS t a t i o no f V e t e r i n a r y D r u g s a n dD i a g n o s t i c T e c h n i q u e s o f G u a n g d o n g P r o v i n c e o f M i n i s t r y o f A g r i c u l t u r e a n dR u r a lA f f a i r s ,K e yL a b o r a t o r y o f L i v e s t o c ka n dP o u l t r y D i s e a s eP r e v e n t i o no f G u a n g d o n g Pr o v i n c e ,I n s t i t u t e o f A n i m a lH e a l t h ,G u a n g d o n g A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a lS c i e n c e s ,G u a n gz h o u 510640,C h i n a ;2.S c h o o l o f L i f eS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ,F o s h a nU n i v e r s i t y ,F o s h a n 528225,C h i n a )A b s t r a c t :P o r c i n e r e p r o d u c t i v ea n dr e s p i r a t o r y s yn d r o m ev i r u s (P R R S V )i n f e c t i o ni sk n o w nt o c a u s e r e p r o d u c t i v ed i s o r d e r s i ns o w s ,r e s p i r a t o r y d i s e a s e i n p i g l e t s ,a n dr e d u c es e m e n q u a l i t y in b o a r s ,r e s u l t i n g i ns i g n i f i c a n te c o n o m i cl o s s e st ot h e g l o b a l p i g i n d u s t r y.P R R S Vi su n a b l et o r e p l i c a t e o n i t s o w na n dr e l i e so nt h eh o s tm e t a b o l i c s y s t e mf o r a l l s t a g e so f i t s l i f ec yc l e .H o s t c e l l s ,i n t u r n ,r e g u l a t e t h e i rm e t a b o l i c p r o c e s s e s t oh i nde rP R R S Vr e pl i c a t i o na n d m a i n t a i nt h e i r4期罗琴等:脂质代谢和糖代谢在P R R S V感染宿主细胞中作用研究进展n o r m a l p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n s.B o t h l i p i dm e t a b o l i s ma n d g l u c o s em e t a b o l i s m p l a y c r u c i a l r o l e s i n P R R S Vi n f e c t i o n.A sa n e n v e l o p e d v i r u s,P R R S V i s p a r t i c u l a r l y r e l i a n to nl i p i d m e t a b o l i s m s y s t e m s.L i p i d sa r ei n v o l v e di nv a r i o u ss t a g e so ft h eP R R S Vl i f ec y c l e,i n c l u d i n g a d s o r p t i o n, e n t r y,r e p l i c a t i o n,a s s e m b l y a n d r e l e a s e,i t i s a l s oa s s o c i a t e dw i t hc e l l u l a r i n f l a m m a t i o n,i m m u n i t y a n d a p o p t o s i s.G l u c o s e m e t a b o l i s m c a n a l s o i n t e r f e r e w i t h P R R S V l i f e a c t i v i t i e s,t h e r e b y p r o m o t i n g o r i n h i b i t i n g P R R S Vr e p l i c a t i o n.T h er o l e so f f a t t y a c i d s,c h o l e s t e r o l,p h o s p h o l i p i d s, l i p i dd r o p l e t sa n dl i p i dr a f t si nl i p i d m e t a b o l i s m a r er e v i e w e d,a l o n g w i t ht h ei n v o l v e m e n to f g l y c o l y s i s a n d t h e t r i c a r b o x y l i c a c i d c y c l e i n g l u c o s em e t a b o l i s mi nP R R S V-i n f e c t e dh o s t c e l l s,s o t o p r o v i d e a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r e l u c i d a t i n g t h e p a t h o g e n i cm e c h a n i s mo fP R R S Va n dc o n t r i b u t e t o t h e d e v e l o p m e n t o f v a c c i n e s a n d a n t i-P R R S Vd r u g s.K e y w o r d s:P o r c i n er e p r o d u c t i v ea n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m ev i r u s(P R R S V);h o s tc e l l s;l i p i d m e t a b o l i s m;g l u c o s em e t a b o l i s m猪繁殖与呼吸综合征(p o r c i n e r e p r o d u c t i v e a n d r e s p i r a t o r y s y n d r o m e,P R R S)是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(P o r c i n er e p r o d u c t i v e a n d r e s p i r a t o r y s y n d r o m e v i r u s,P R R S V)引起猪的一种高度传染性疾病㊂P R R S V主要导致妊娠母猪流产㊁产死胎㊁木乃伊胎,仔猪严重呼吸道疾病及公猪精液质量下降[1-2]㊂P R R S于1987年在美国首次报道,随后在北美和欧洲流行并逐渐蔓延至亚洲[3]㊂中国于1996年首次发现P R R S,此后全国各地均有该病报道[4]㊂2006年,高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(H i g h l y p a t h o g e n i c p o r c i n e r e p r o d u c t i v e a n d r e s p i r a t o r y s y n d r o m ev i r u s,H P-P R R S V)在中国暴发,导致感染猪的病变更严重,死亡率更高[5]㊂P R R S对世界养猪业造成了巨大的经济损失,然而目前一直没有针对P R R S V的有效药物,商业疫苗提供的保护也有限,不断重组与变异的P R R S V使得P R R S防控形势更加严峻㊂因此,对P R R S V感染机制及防治方法的研究仍是世界范围内一项极为紧迫的任务㊂病毒作为细胞寄生物,不能自主复制,依赖宿主代谢提供能量和各类代谢产物完成复制等生命活动㊂脂质广泛分布于生物体中,不仅是细胞的重要组成成分,而且还参与了许多重要生理活动㊂作为细胞内寄生的病毒,脂质及其代谢在病毒生命周期中扮演着十分重要的角色㊂脂质几乎参与了甲型流感病毒(I n f l u e n z aAv i r u s,I A V)生命周期的所有阶段,包括I A V与宿主细胞的初始相互作用㊁膜融合㊁核的输入和输出以及协调病毒颗粒的组装和出芽[6]㊂病毒感染宿主细胞之后,脂质代谢也会发生相应的改变,如巨细胞病毒(C y t o m e g a l o v i r u s, C MV)感染细胞后脂质代谢中脂肪酸代谢的生物合成增加;反之,抑制脂肪酸的生物合成也可抑制C MV感染[7-8]㊂脂质代谢的改变在病毒感染中也发挥了重要作用,如在登革热病毒(D e n g u ev i r u s, D E N V)㊁寨卡病毒(Z i k av i r u s,Z I K V)㊁黄热病病毒(Y e l l o w f e v e rv i r u s,Y F V)和西尼罗病毒(W e s t N i l e v i r u s,WN V)感染期间,宿主胆固醇水平的调节促进了病毒的进入㊁复制复合物的形成㊁组装㊁释放及对Ⅰ型干扰素(i n t e r f e r o n-Ⅰ,I F N-Ⅰ)反应的控制[9]㊂同样,P R R S V作为一种囊膜病毒,其生命周期各阶段均与脂质代谢相关(图1),脂质代谢在P R R S V感染中也起着调控作用㊂病毒除了引起宿主细胞脂质代谢变化外,还可特异性干扰糖代谢途径㊂病毒可操纵宿主细胞内的糖代谢水平,从而为细胞生化反应提供能量,如Z I K V感染可增加三羧酸循环中的葡萄糖使用量,重编程宿主细胞中的葡萄糖代谢[10]㊂新型冠状病毒(S e v e r ea c u t er e s p i r a t o r y s y n d r o m ec o r o n a v i r u s 2,S A R S-C o V-2)在宿主细胞中的复制依赖于葡萄糖代谢的改变[11]㊂糖代谢在肠道病毒(E n t e r o v i r u s 71,E V71)复制中起着正向作用,抑制葡萄糖代谢E V71的复制也会受到抑制[12]㊂目前有关糖代谢在P R R S V感染中的研究还相对较少,大多针对P R R S V复制具有重要作用㊂作者就脂质代谢中脂肪酸㊁胆固醇㊁磷脂㊁脂滴和脂筏以及糖代谢中糖酵解和三羧酸循环在P R R S V感染宿主细胞中的作用进行综述,以阐明P R R S V的致病机制,对疫苗和药物研发具有重要意义㊂7861中 国 畜 牧 兽 医51卷F A ,脂肪酸(黄色);C h o l ,胆固醇(绿色);P L ,磷脂(浅紫);L D ,脂滴(棕色)F A ,F a t t y a c i d (y e l l o w );C h o l ,C h o l e s t e r o l (g r e e n );P L ,P h o s p h o l i p i d (l a v e n d e r );L D ,L i p i dd r o p l e t s (b r o w n )图1 脂质代谢在P R R S V 感染中的作用F i g .1 T h e r o l e o f l i pi dm e t a b o l i s mi nP R R S Vi n f e c t i o n 1 脂质代谢在P R R S V 感染中的作用1.1 脂肪酸在P R R S V 感染中的作用脂肪酸在多种病毒感染中都起到了重要作用㊂研究表明,干扰脂肪酸生物合成途径的药物对多种囊膜病毒具有抗病毒作用,包括人类巨细胞病毒(H u m a n c y t o m e g a l o v i r u s ,H C MV )[13]㊁乙型肝炎病毒(H e pa t i t i s B v i r u s ,H B V )[14]㊁丙型肝炎病毒(H e p a t i t i sCv i r u s ,H C V )[15]㊁人类免疫缺陷病毒(H u m a n i m m u n o d e f i c i e n c y vi r u s ,H I V )[16]和裂谷热病毒(R i f tV a l l e y f e v e r v i r u s ,R V F V )[17]等,证实了脂肪酸在囊膜病毒复制中的重要性㊂脂肪酸参与了P R R S V 的复制㊁组装和释放,并且与炎症和免疫反应有关㊂研究表明,G P 5和M 蛋白的棕榈酰化是病毒组装和出芽所必需的,脂肪酸能影响G P 5和M 蛋白的棕榈酰化,从而影响P R R S V 的组装与释放,表明脂肪酸对于P R R S V 的增殖至关重要[18]㊂5'-磷酸腺苷酸活化的蛋白激酶(5'-a d e n o s i n e m o n o p h o s ph a t e -a c t i v a t e d p r o t e i n k i n a s e ,AM P K )是一个调控能量代谢的关键分子,能够抑制脂肪酸合成限速酶乙酰辅酶A 羧化酶(a c e t y l -C o Ac a r b o x y l a s e1,A C C 1)的活性,从而抑制细胞内脂肪酸的合成代谢[19]㊂L o n g 等[20]研究证实,在P R R S V 感染过程中病毒通过AM P K 使A C C 1活性降低,从而抑制脂肪酸合成,且脂肪酸合成抑制剂C 75能够显著抑制P R R S V 增殖㊂熊玉剑[21]研究表明,P R R S V 及P R R S V N S P 4均能通过过氧化物氧化还原蛋白5(pe r o x i r e d o x i n 5,P R D X 5)调控AM P K -A C C 1信号通路,进而抑制脂肪酸合成,P R D X 5抑制P R R S V 增殖,并主要抑制P R R S V 的释放㊂此外,有研究发现中链脂肪酸(m e d i u m -c h a i n f a t t y ac id s ,M C F A s )能够抑制P R R S V 感染㊂Y a n g 等[22]检测了4种M C F A s 的细胞毒性及其对P R R S V 的抑制率,结果显示,在4种M C F A s 中,辛酸单甘酯(c a p r yl i c m o n o g l yc e r ide ,C MG )对细胞的毒性最小,而对P R R S V 的抑制率最高㊂经C MG 治疗后仔猪促炎细胞因子(白细胞介素6(i n t e r l e u k i n ,I L -6)㊁I L -8㊁I L -1β㊁I F N -γ㊁肿瘤坏死因子-α(t u m o r n e c r o s i s f a c t o r -α,T N F -α))水平显著下调,抗炎细胞因子(I L -10)水平显著上调㊂蓝俊虹[23]研究发现,α-单月88614期罗琴等:脂质代谢和糖代谢在P R R S V感染宿主细胞中作用研究进展桂酸甘油酯(α-g l y c e r o lm o n o l a u r a t e,α-GM L)具有显著抑制P R R S V的作用,作用机制主要是降低P R R S V的活力,减少P R R S V G P5与M蛋白及细胞受体C D163的表达,同时抑制N F-κB通路,并减少T N F-α的分泌㊂前列腺素E2(p r o s t a g l a n d i nE2,P G E2)来源于花生四烯酸,通过激活限速酶环氧化酶1/2型(c y c l o o x y g e n a s e t y p e1/2,C O X-1/2)在发热中起重要作用㊂H P-P R R S V可通过E R K1/2-p-C/E B P-β信号通路诱导C O X-1的表达,导致P G E2的增加[24]㊂H P-P R R S V N S P2还能够通过激活M E K1-E R K1/2-C/E B P-β信号通路诱导C O X-2上调,从而增加小胶质细胞中P G E2的产生[25]㊂1.2胆固醇在P R R S V感染中的作用胆固醇是真核细胞生物膜中的一种丰富的脂质,对需要生物膜来建立感染的病毒增殖中起着重要作用㊂S u n等[26]研究表明,用甲基-β-环糊精(m e t h y l-β-c y c l o d e x t r i n,MβC D)(一种用于去除细胞膜胆固醇的药物)预处理非洲绿猴肾上皮细胞(M a r c-145)可显著抑制P R R S V感染,并呈剂量依赖性,而补充外源性胆固醇后可部分恢复P R R S V 的感染性,表明P R R S V感染能力的下降是细胞膜胆固醇的去除而导致的;进一步研究发现,细胞膜胆固醇的减少显著抑制了病毒的进入,尤其是病毒的吸附和释放㊂H u a n g等[27]研究也证实了细胞膜胆固醇对P R R S V的进入至关重要,表明细胞膜中的胆固醇是P R R S V感染的关键成分㊂胆固醇-25-羟化酶(c h o l e s t e r o l-25-h y d r o x y l a s e, C H25H)是一种重要的干扰素刺激基因(i n t e r f e r o n-s t i m u l a t e d g e n e,I S G)编码的多面体膜蛋白,可以催化胆固醇氧化生成25-羟基胆固醇(25-h y d r o x y c h o l e s t e r o l,25H C)[28]㊂C H25H和25H C 在调节胆固醇代谢㊁炎症㊁免疫和抗病毒感染中发挥了重要作用[29]㊂研究发现,P R R S V N S P1β和N S P11在H E K293F T中通过溶酶体途径介导C H25H的降解,但在M a r c-145细胞中N S P1β和N S P11可以颉颃C H25H的抗P R R S V活性[28];C H25H通过阻止病毒进入而显著抑制P R R S V感染,表现出降低催化活性的C H25H具有针对P R R S V的抗病毒作用[30]㊂在另一项研究中, P R R S V E蛋白通过泛素-蛋白酶体途径降解猪C H25H(p o r c i n e C H25H,p C H25H),敲低p C H25H能降低E蛋白诱导的炎症细胞因子表达,而过表达p C H25H则具有相反的效果,表明p C H25H的表达与E蛋白诱导的炎症反应相关[31]㊂25H C在体外具有抗P R R S V感染的作用,能削弱P R R S V的吸附和进入,但不影响病毒基因组的合成和病毒体的释放[32]㊂S o n g等[30]证明了25H C可以在相对较低的剂量下显著抑制P R R S V感染猪肺泡巨噬细胞(p o r c i n e a l v e o l a rm a c r o p h a g e s,P AM s)和M a r c-145细胞,且25H C可以抑制P R R S V的复制并促进P AM s中I L-1β和I L-8的产生[33]㊂3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶还原酶(3-h y d r o x y-3-m e t h y l g l u t a r y l-c o e n z y m eAr e d u c t a s e,HMG C R)是参与胆固醇合成的限速酶,HMG C R磷酸化水平下调是其激活形式㊂HMG C R的活性受AM P K和蛋白磷酸酶2(p r o t e i n p h o s p h a t a s e2,P P2A)2种激酶的调控,活化的P P2A激活HMG C R,而活化的AM P K抑制HMG C R的活性[19]㊂许多病毒可以通过HMG C R调节胆固醇合成,如H B V[34]㊁H C V[35]㊁H C MV[36]㊁D E N V[37]及卡波西肉瘤相关疱疹病毒(K a p o s i s s a r c o m a-a s s o c i a t e d h e r p e s v i r u s, K S H V)[38]等㊂最近研究表明,P R R S V感染通过降低P P2A磷酸化水平以激活HMG C R,导致细胞胆固醇增加,而N S P4在这一过程中发挥了重要作用㊂此外,P R R S V N S P4还可通过调节细胞胆固醇代谢抑制I F N-Ⅰ的产生[39]㊂研究表明,膜蛋白-前蛋白转化酶枯草溶菌素9(p r o p r o t e i n c o n v e r t a s e s u b t i l i s i nk e x i n9,P C S K9)在胆固醇运输过程中具有重要作用,P C S K9可与胆固醇代谢相关的受体L D L R互作,并能抑制P R R S V复制[40-41]㊂综上,胆固醇对于P R R S V的吸附㊁进入㊁复制和释放等阶段至关重要㊂此外,胆固醇还参与了炎症反应以及对I F N-Ⅰ的调控㊂1.3磷脂在P R R S V感染中的作用磷脂主要包括甘油磷脂(g l y c e r o l p h o s p h o l i p i d,G P)和鞘磷脂(s p h i n g o m y e l i n,S M)㊂G P可分为磷脂酰甘油(p h o s p h a t i d y l g l y c e r o l,P G)㊁磷脂酰丝氨酸(p h o s p h a t i d y l s e r i n e,P S)㊁磷脂酰肌醇(p h o s p h a t i d y l i n o s i t o l,P I)㊁磷脂酰胆碱(p h o s p h a t i d y l c h o l i n e,P C)㊁磷脂酰乙醇胺(p h o s p h a t i d y l e t h a n o l a m i n e,P E)和心磷脂(c a r d i o l i p i n,C L)㊂研究表明,多种病毒感染都可引起磷脂的代谢变化,如I A V感染引起P S㊁P I和S M 的代谢变化,在I A V感染中发挥了重要作用[6]㊂猪伪狂犬病病毒(P s e u d o r a b i e sv i r u s,P R V)感染猪肺泡巨噬细胞系(i P AM)可引起P E㊁P S㊁P C㊁P G㊁P I 及神经酰胺(c e r a m i d e,C e r)的代谢变化[42]㊂D E N V9861中国畜牧兽医51卷可以通过重塑循环重新配置磷脂,以改变内膜并促进复制复合物的形成[43]㊂磷脂与P R R S V感染引起的凋亡㊁炎症及病毒复制相关㊂研究表明,P S暴露在细胞表面是P R R S V感染细胞中显示的凋亡证据,可以作为一种重要的吞噬信号[44-45]㊂W a n g等[46]研究发现,抑制磷脂酰肌醇-3-激酶(p h o s p h a t i d y l i n o s i t o l-3-k i n a s e,P I3K)减少了病毒基因转录,使病毒蛋白合成显著减少,表明P I3K可影响病毒复制㊂最新研究发现,鞘磷脂磷酸二酯酶酸性样蛋白3B (s p h i n g o m y e l i n p h o s p h o d i e s t e r a s e a c i d-l i k e3B, S M P D L3B)抑制了P R R S V的吸附㊁进入㊁复制和释放,且其缺失显著抑制了P R R S V的增殖,表明S M P D L3B在P R R S V复制中起积极作用[47]㊂N-乙酰鞘氨醇脱乙酰基酶(N-a c y l s p h i n g o s i n e a m i d o h y d r o l a s e1,A S A H1)的自然底物C e r是S M途径信号系统的中心分子,A S A H1可以通过水解C e r激活N F-κB信号通路,A S A H1的上调表达在P R R S V感染引起的细胞凋亡和炎症反应中扮演着重要角色[48]㊂1.4脂滴在P R R S V感染中的作用脂滴是一种高度动态的细胞器,主要负责中性脂质的储存㊂脂滴来源于内质网,具有独特的结构,由中性脂质的疏水性核心组成㊂研究表明,病毒感染宿主细胞后可以诱导脂滴积累,宿主脂滴也可以调节病毒的生命周期,如轮状病毒(R o t a v i r u s,R V)利用脂滴进行复制,阻断脂滴积累可以显著减少R V增殖产生的子代病毒数量[49];D E N V感染增加了细胞内脂滴的数量,C75减少了D E N V感染和未感染细胞中脂滴的量,也抑制了D E N V的复制[50];H C V的核心蛋白与二酰基甘油酰基转移酶(d i a c y l g l y c e r o l a c y l t r a n s f e r a s e1,D G A T1)相互作用,使核周区脂滴增加并聚集,而抑制D G A T1活性可减少感染性病毒粒子的产生[51]㊂此外,脂滴还可作为一个平台,招募病毒蛋白,加速病毒组装,增加病毒复制[52]㊂P R R S V感染可以诱导脂滴积累,脂滴参与了P R R S V的复制和组装,且与细胞炎症相关㊂研究表明,P R R S V感染下调N-M y c下游调控基因1(N-M y cd o w n s t r e a m-r e g u l a t e d g e n e1,N D R G1)的表达,激活脂噬以促进子代病毒的复制和组装[53]㊂Y u等[54]研究表明,P R R S V感染会增加M a r c-145和P AM s细胞中的脂滴数量,而表没食子儿茶素没食子酸酯(e p i g a l l o c a t e c h i n g a l l a t e,E G C G)可以抑制P R R S V诱导的脂滴形成和脂质含量的增加㊂韩莹倩[55]选择了参与脂质合成和分解并调控脂滴趋向性的主要基因R a b18进行研究,利用R a b18基因敲低和显著负突变体证实R a b18参与P R R S V复制;进一步检测敲低R a b18基因对P R R S V生命周期的影响发现,R a b18基因参与P R R S V子代病毒的组装㊂最新研究表明,P R R S V感染可诱导脂滴积累,减少脂滴积累可显著降低P R R S V复制和抑制N F-κB 信号通路,同时下调I L-1β和I L-8的转录[56]㊂1.5脂筏在P R R S V感染中的作用脂筏是富含胆固醇和鞘脂的质膜微域(图2),参与了各种重要的细胞过程,包括胞吞作用㊁胞吐作用和细胞信号传导,基本上在病毒生命周期的每个阶段都依赖脂筏进行感染[57-59]㊂脂筏在许多病毒的生命周期中起着重要的作用,如宿主脂筏在I A V的组装和出芽中起着关键作用,且I A V可以利用脂筏依赖的内吞作用进行宿主内化[60]㊂一些病毒如S A R S-C o V-2[61]㊁黄病毒[62]及埃博拉病毒(E b o l a v i r u s,E B O V)[63]等都利用脂筏进入宿主细胞,表明病毒在进入阶段与细胞膜上的脂筏有密切关系㊂图2脂筏结构示意图F i g.2S c h e m a t i c o f l i p i d r a f t s t r u c t u r e09614期罗琴等:脂质代谢和糖代谢在P R R S V感染宿主细胞中作用研究进展一些证据表明,P R R S V进入细胞依赖脂筏㊂Y a n g等[64]证明了P R R S VG P3和G P4蛋白在病毒进入过程中与脂筏相关,细胞脂筏的破坏抑制了P R R S V的进入,且细胞膜上的脂筏在P R R S V的复制和释放中起着重要的作用㊂D u等[65]证明P R R S V G P4蛋白是一种糖基磷脂酰肌醇(g l y c o s y l-p h o s p h a t i d y l i n o s i t o l,G P I)修饰的膜相关蛋白,G P4与C D163在细胞膜脂筏上的共定位暗示了该复合物对于P R R S V进入和感染的重要作用㊂孙颖[66]用针对性抑制脂筏介导的胞吞途径的药物处理细胞以研究脂筏在P R R S V侵入M a r c-145细胞过程中的作用,结果表明,当脂筏介导的胞吞途径被抑制时,病毒增殖能力下降;进一步用针对性抑制网格蛋白介导的胞吞途径的药物处理细胞后P R R S V的感染受到明显的抑制,表明P R R S V侵入M a r c-145细胞的胞吞途径是依赖脂筏和网格蛋白的㊂然而,H u a n g等[27]研究证明,胆固醇缺乏并不改变M a r c-145细胞中P R R S V受体C D163的表达水平,对网格蛋白介导的胞吞作用没有影响,但干扰了脂筏依赖的胞吞作用㊂2糖代谢在P R R S V感染中的作用2.1糖酵解增强对P R R S V的作用一些病毒感染可以影响宿主细胞内的糖代谢水平,如H C MV感染促进糖酵解水平显著增加,导致葡萄糖消耗增加,从而抑制病毒复制[7]㊂D E N V和I A V感染能够诱导糖酵解途径,从而促进病毒复制[67-68]㊂H C V重编程宿主细胞代谢,以利于有氧糖酵解水平的提高[69]㊂腺病毒(A d e n o v i r u s)的基因产物E4O R F1诱导宿主细胞葡萄糖代谢上调,通过激活MY C来促进上皮细胞中糖酵解的增强[70]㊂P R R S V可以通过糖酵解途径来促进病毒复制㊂L i u等[71]发现P R R S V G P5在细胞质中与甘油醛-3-磷酸脱氢酶(g l y c e r a l d e h y d e-3-p h o s p h a t e d e h y d r o g e n a s e,G A P D H)相互作用,抑制G A P D H 进入细胞核,并通过其糖酵解活性促进P R R S V复制㊂Z h a n g等[72]研究发现,P R R S V感染促进糖酵解产生乳酸,乳酸靶向MA V S抑制R L R信号,从而促进病毒复制㊂毛健等[73]研究表明,P R R S V感染M a r c-145细胞可明显提高糖酵解的关键激酶 乳酸脱氢酶A(l a c t a t e d e h y d r o g e n a s eA,L D H A)表达,并呈现病毒感染剂量依赖性㊂抑制L D H A和糖酵解可以显著抑制P R R S V N蛋白表达并降低病毒滴度,表明L D HA可显著影响P R R S V复制,糖酵解在P R R S V感染中发挥重要作用㊂2.2三羧酸循环代谢产物对P R R S V的作用三羧酸循环是有氧生物获得生命活动所需能量的主要途径㊂三羧酸循环的整个过程需要多种酶的协同作用,并产生多种中间代谢产物,以此来维持细胞稳定的生存环境㊂衣康酸是免疫反应基因1 (i m m u n o r e s p o n s i v e g e n e1,I R G1)通过催化顺乌头酸产生的三羧酸循环的代谢产物,在代谢和免疫中起重要作用㊂P a n g等[74]研究发现,衣康酸4-辛酯(4-o c t y l i t a c o n a t e,4-O I)可通过干扰病毒的吸附㊁复制和释放,剂量依赖性地抑制P R R S V增殖;还可通过增强核因子红细胞2相关因子2(n u c l e a r f a c t o r e r y t h r o i d2-r e l a t e df a c t o r2,N r f2)信号传导抑制P R R S V诱导的炎症反应,表明4-O I是一种很有前景的抗P R R S V候选药物㊂3小结与展望脂质代谢中脂肪酸㊁胆固醇㊁磷脂㊁脂滴和脂筏在P R R S V感染中发挥了重要作用㊂其中,脂肪酸对于P R R S V的增殖至关重要,参与了P R R S V的复制㊁组装及释放等阶段,且与炎症和免疫有关;胆固醇参与了P R R S V感染的多个阶段,包括P R R S V 的吸附㊁进入㊁复制和释放,同时也参与了炎症反应及对I F N-Ⅰ的调控;磷脂在P R R S V复制中起促进作用并与P R R S V感染引起的细胞凋亡有关;脂滴参与了P R R S V的复制和组装,同时与细胞炎症相关;细胞膜上的脂筏是P R R S V进入宿主细胞所必需的,并参与了P R R S V的复制和释放㊂同样,糖代谢中的糖酵解途径在P R R S V感染中具有重要作用,P R R S V通过增强糖酵解以促进病毒复制㊂此外,三羧酸代谢产物4-O I能够抑制P R R S V的复制和P R R S V诱导的炎症反应㊂总而言之,脂质代谢和糖代谢在P R R S V感染中都扮演了十分重要的角色㊂目前,P R R S V的商业疫苗仍难以提供令人满意的效果,且无有效的药物进行治疗㊂因此,对P R R S V感染机制的研究仍然是一项极为紧迫的任务㊂脂质代谢是病毒与宿主细胞的抗衡过程中重要的一部分,脂质代谢参与了P R R S V感染的多个阶段,探索脂质代谢和P R R S V之间的相互作用,有利于增加对病毒复制机理的认知,可为未来抗P R R S V药物的研发提供一些新思路,如对于一些依赖胆固醇进行复制且缺乏治疗方法的病毒而言,胆固醇可作为治疗靶点[75]㊂P R R S V通过增强糖酵1961中国畜牧兽医51卷解以促进病毒复制,三羧酸循环代谢产物又可抑制病毒复制,了解糖代谢与P R R S V感染之间的关系,有助于阐明P R R S V的复制机制㊂随着代谢组学的发展和完善,脂质代谢和糖代谢影响P R R S V感染机制的研究将会变得更为简单和快速,这也为今后抗P R R S V药物研发提供了更大的可能性㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1] L IP,S H E N Y,WA N G T,e ta l.E p i d e m i o l o g i c a ls u r v e y o fP R R Sa n d g e n e t i cv a r i a t i o na n a l y s i so f t h eO R F5g e n ei n S h a n d o n g p r o v i n c e,2020-2021[J].F r o n t i e r s i nV e t e r i n a r y S c i e n c e,2022,9:987667.[2] HA N J,Z H O U L,G E X,e ta l.P a t h o g e n e s i sa n dc o n t r o l o f t h e C h i n e s e h i g h l y p a t h o g e n i c P o r c i n er e p r o d u c t i v e a n d r e s p i r a t o r y s y n d r o m e v i r u s[J].V e t e r i n a r y M i c r o b i o l o g y,2017,209:30-47. [3] Z HA N G M,D U T,L O N G F,e ta l.P l a t y c o d i n Ds u p p r e s s e s t y p e2P o r c i n e r e p r o d u c t i v e a n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m e v i r u s i n p r i m a r y a n d e s t a b l i s h e dc e l l l i n e s[J].V i r u s e s,2018,10(11):657.[4] G U OZ,C H E N XX,L IR,e t a l.T h e p r e v a l e n t s t a t u sa n d g e n e t i c d i v e r s i t y o f P o r c i n e r e p r o d u c t i v e a n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m e v i r u si n C h i n a:A m o l e c u l a re p i d e m i o l o g i c a l p e r s p e c t i v e[J].V i r o l o g y J o u r n a l,2018,15:2.[5] Y A NJ,P E N GB,C H E N H,e t a l.O n-s i t ed i f f e r e n t i a ld i a g n o s t i c de t e c t i o n of H P-P R R S V a n d C-P R R S Vu s i n g E u N P s-m A b f l u o r e s c e n t p r o b e-b a s e di m m u n o a s s a y[J].A n a l y t i c a l a n d B i o a n a l y t i c a lC h e m i s t r y,2021,413:5799-5810.[6] Z H O U Y,P UJ,WU Y.T h e r o l eo f l i p i dm e t a b o l i s mi nI n f l u e n z a A v i r u si n f e c t i o n[J].P a t h o g e n s,2021,10(3):303.[7] MU N G E R J,B A J A D S U,C O L L E R H A,e ta l.D y n a m i c so f t h ec e l l u l a r m e t a b o l o m ed u r i n g H u m a nc y t o m e g a l o v i r u s i n f e c t i o n[J].P L o S P a t h o g e n s,2006,2(12):e132.[8] Y U Y,C L I P P I N G E RAJ,A L W I N EJC.V i r a l e f f e c t so n m e t a b o l i s m:C h a n g e si n g l u c o s e a n d g l u t a m i n eu t i l i z a t i o n d u r i n g H u m a n c y t o m e g a l o v i r u si n f e c t i o n[J].T r e n d s i n M i c r o b i o l o g y,2011,19(7):360-367.[9] O S U N A-R AMO SJF,R E Y E S-R U I ZJM,D E LA R.T h e r o l e o f h o s t c h o l e s t e r o l d u r i n g F l a v i v i r u si n f e c t i o n[J].F r o n t i e r si n C e l l u l a r a n d I n f e c t i o nM i c r o b i o l o g y,2018,8:388.[10] T HA K E R S K,C HA P A T,G A R C I A G J,e ta l.D i f f e r e n t i a lm e t a b o l i cr e p r o g r a m m i n g b y Z i k av i r u sp r o m o t e s c e l l d e a t h i n h u m a n v e r s u s m o s q u i t oc e l l s[J].C e l lM e t a b o l i s m,2019,29(5):1206-1216.[11]I C A R D P,L I N C E T H,WU Z,e t a l.T h ek e y r o l eo fW a r b u r g e f f e c t i n S A R S-C o V-2r e p l i c a t i o n a n da s s o c i a t e d i n f l a m m a t o r y r e s p o n s e[J].B i o c h i m i e,2021,180:169-177.[12]杨秀文,陆剑云,卢紫欣,等.糖代谢在肠道病毒E V71复制中的作用研究[J].中国病原生物学杂志,2022,17(2):143-148.Y A N G X W,L U J Y,L U Z X,e ta l.T h er o l eo fg l u c o s em e t a b o l i s mi nt h er e p l i c a t i o no fE n t e r o v i r u sE V71[J].J o u r n a l o f P a t h o g e n B i o l o g y,2022,17(2):143-148.(i nC h i n e s e)[13] P U R D YJG,S H E N K T,R A B I N OW I T ZJD.F a t t ya c i d e l o n g a s e7c a t a l y z e s l i p i d o m e r e m o d e l i n ge s s e n t i a lf o r H u m a nc y t o m eg a l o v i r u sr e p l i c a t i o n[J].C e l l R e p o r t s,2015,10(8):1375-1385.[14] O K AMU R A H,N I O Y,A K A H O R I Y,e ta l.F a t t ya c i db i o s y n t h e s i si si n v o l v e d i n t h e p r o d uc t i o n o fH e p a t i t i s B v i r u s p a r t i c l e s[J].B i o c h e m i c a l a n dB i o p h y s i c a lR e s e a r c hC o m m u n i c a t i o n s,2016,475(1):87-92.[15] Y AMA N E D,HA Y A S H I Y,MA T S UMO T O M,e t a l.F A D S2-d e p e n d e n tf a t t y a c i d d e s a t u r a t i o nd i c t a te s c e l l u l a r s e n s i t i v i t y t of e r r o p t o s i s a n dp e r m i s s i v e n e s sf o r H e p a t i t i sC v i r u sr e p l i c a t i o n[J].C e l l C h e m i c a lB i o l o g y,2022,29(5):799-810.[16] K U L K A R N I M M,R A T C L I F F A N,B HA T M,e t a l.C e l l u l a rf a t t y a c i ds y n t h a s e i sr e q u i r e df o r l a t es t a g e so fH I V-1r e p l i c a t i o n[J].R e t r o v i r o l o g y,2017,14(1):45.[17] MO S E R T S,S C H I E F F E R D,C H E R R Y S.AM P-a c t i v a t e d k i n a s e r e s t r i c t s R i f t V a l l e y f e v e r v i r u si n f e c t i o nb y i n h i b i t i n g f a t t y a c i ds y n t h e s i s[J].P L o SP a t h o g e n s,2012,8(4):e1002661.[18] Z HA N G M,HA N X,O S T E R R I E D E R K,e t a l.P a l m i t o y l a t i o n o ft h e e n v e l o p e m e m b r a n e p r o t e i n sG P5a n d M o fP o r c i n er e p r o d u c t i v ea n dr e s p i r a t o r ys y n d r o m e v i r u s i s e s s e n t i a l f o r v i r u s g r o w t h[J].P L o SP a t h o g e n s,2021,17(4):e1009554.[19]龙思文.脂质代谢在猪繁殖与呼吸综合征病毒感染中的作用研究[D].武汉:华中农业大学,2019.L O N GS W.T h er o l eo f l i p i d m e t a b o l i s mi nP o r c i n er e p r o d u c t i o n a n d r e s p i r a t o r y s y n d r o m e v i r u si n f e c t i o n[D].W u h a n:H u a z h o n g A g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y,2019.(i nC h i n e s e)[20] L O N GS,Z H O U Y,B A ID,e t a l.F a t t y a c i d s r e g u l a t e29614期罗琴等:脂质代谢和糖代谢在P R R S V感染宿主细胞中作用研究进展P o r c i n er e p r o d u c t i v ea n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m ev i r u si n f e c t i o n v i a t h eAM P K-A C C1s i g n a l i n g p a t h w a y[J].V i r u s e s,2019,11(12):1145.[21]熊玉剑.猪P R D X5在P R R S V调控AM P K信号通路中的作用及机制研究[D].武汉:华中农业大学,2022.X I O N G YJ.S t u d y o f e f f e c t sa n d m e c h a n i s m so f p i gP R D X5i n t h e r e g u l a t i o n o fAM P Ks i g n a l i n gp a t h w a yd u r i n g P o r c i ne r e p r o d u c t i v e a n d r e s p i r a t o r y s y n d r o m ev i r u si n f e c t i o n[D].W u h a n:H u a z h o n g A g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y,2022.(i nC h i n e s e)[22] Y A N G L,W E N J,Z HA N G Y,e ta l.T h ea n t i v i r a la c t i v i t y o f c a p r y l i c m o n o g l y c e r i d e a g a i n s t P o r c i n er e p r o d u c t i v e a n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m ev i r u s i nv i t r oa n d i n v i v o[J].M o l e c u l e s,2022,27(21):7263.[23]蓝俊虹.α-单月桂酸甘油酯对猪繁殖与呼吸综合征病毒抑制机制的探究[D].杭州:浙江农林大学,2021.L A N J H.I n h i b i t o r y m e c h a n i s m o fα-g l y c e r o lm o n o l a u r a t eo nP o r c i n er e p r o d u c t i v ea n dr e s p i r a t o r ys y n d r o m ev i r u s[D].H a n g z h o u:Z h e j i a n g A g r i c u l t u r a la n dF o r e s t r y U n i v e r s i t y,2021.(i nC h i n e s e)[24] B IY,G U O X K,Z HA O H,e ta l.H i g h l yp a t h o g e n i cP o r c i n er e p r o d u c t i v ea n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m ev i r u si n d u c e s p r o s t a g l a n d i n E2p r o d u c t i o n t h r o u g hc y c l o o x y g e n a s e1,w h i c h i sde p e n d e n t o n t h eE R K1/2-p-C/E B P-b e t a p a t h w a y[J].J o u r n a l o f V i r o l o g y,2014,88(5):2810-2820.[25] D U L,WA N G H,L I U F,e t a l.N S P2i s i m p o r t a n t f o rh i g h l y p a t h o g e n i c P o r c i n e r e p r o d u c t i v e a n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m e v i r u s t o t r i g g e r h i g h f e v e r-r e l a t e dC O X-2-P G E2p a t h w a y i n p i g s[J].F r o n t i e r si nI m m u n o l o g y,2021,12:657071.[26] S U N Y,X I A OS,WA N G D,e t a l.C e l l u l a rm e m b r a n ec h o l e s t e r o l i sr e q u i r e df o rP o r c i n er e p r od u c t i v ea n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m e v i r u s e n t r y a n d r e l e a s e i nM a r c-145c e l l s[J].S c i e n c e C h i n a-L i f e S c i e n c e s,2011,54(11):1011-1018.[27] HU A N GL,Z HA N GYP,Y U YL,e t a l.R o l e o f l i p i dr a f t s i n P o r c i n e r e p r o d u c t i v e a n d r e s p i r a t o r ys y n d r o m e v i r u s i n f e c t i o n i n M a r c-145c e l l s[J].B i o c h e m i c a l a n d B i o p h y s i c a l R e s e a r c hC o m m u n i c a t i o n s,2011,414(3):545-550.[28] D O N G H,Z H O UL,G EX,e t a l.P o r c i n e r e p r o d u c t i v ea n d r e s p i r a t o r y s y n d r o m e v i r u sN S P1b e t a a n dN S P11a n t a g o n i z e t h e a n t i v i r a l a c t i v i t y o f c h o l e s t e r o l-25-h y d r o x y l a s e v i a l y s o s o m a l d e g r a d a t i o n[J].V e t e r i n a r yM i c r o b i o l o g y,2018,223:134-143.[29] Z HA OJ,C H E NJ,L IM,e t a l.M u l t i f a c e t e d f u n c t i o n so f C H25H a n d25H C t o m o d u l a t e t h e l i p i dm e t a b o l i s m,i m m u n er e s p o n s e s,a n db r o a d l y a n t i v i r a la c t i v i t i e s[J].V i r u s e s,2020,12(7):727.[30] S O N G Z,Z HA N G Q,L I U X,e t a l.C h o l e s t e r o l25-h y d r o x y l a s e i sa ni n t e r f e r o n-i n d u c i b l ef a c t o rt h a tp r o t e c t s a g a i n s tP o r c i n er e p r o d u c t i v ea n dr e s p i r a t o r ys y n d r o m e v i r u s i n f e c t i o n[J].V e t e r i n a r yM i c r o b i o l o g y,2017,210:153-161.[31] K E W,F A N G L,T A O R,e t a l.P o r c i n er e p r o d u c t i v ea n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m ev i r u s E p r o t e i n d e g r a d e sp o r c i n e c h o l e s t e r o l25-h y d r o x y l a s e v i a t h eu b i q u i t i n-p r o t e a s o m e p a t h w a y[J].J o u r n a l o f V i r o l o g y,2019,93(20):e719-e767.[32] D O N G H,Z H O U L,G E X,e ta l.A n t i v i r a l e f f e c to f25-h y d r o x y c h o l e s t e r o l a g a i n s t P o r c i n e r e p r o d u c t i v ea n d r e s p i r a t o r y s y n d r o m e v i r u s i n v i t r o[J].A n t i v i r a lT h e r a p y,2018,23(5):395-404.[33] S O N G Z,B A I J,N A UWY N C K H,e t a l.25-h y d r o x y c h o l e s t e r o l p r o v i d e s a n t i v i r a l p r o t e c t i o na g a i n s th i g h l y p a t h o g e n i c P o r c i n er e p r o d u c t i v ea n dr e s p i r a t o r y s y n d r o m ev i r u si ns w i n e[J].V e t e r i n a r yM i c r o b i o l o g y,2019,231:63-70.[34] L IY J,Z HU P,L I A N G Y,e ta l.H e p a t i t i sBv i r u si n d u c e se x p r e s s i o no fc h o l e s t e r o l m e t a b o l i s m-r e l a t e dg e n e s v i a T L R2i n H e p G2c e l l s[J].W o r l d J o u r n a lo f G a s t r o e n t e r o l o g y,2013,19(14):2262-2269.[35] H S U C S,L I U W L,L IQ,e ta l.H e p a t i t i sC v i r u sg e n o t y p e s1-3i n f e c t i o n sr e g u l a t el i p o g e n i cs i g n a l i n ga n d s u p p r e s s c h o l e s t e r o lb i o s y n t h e s i s i nh e p a t o c y t e s[J].J o u r n a lo f t h e F o r m o s a n M e d i c a lA s s o c i a t i o n,2020,119(9):1382-1395.[36] G U O N,Z HA N G N,Y A N L,e ta l.D o w n-r e g u l a t i o no f s i n g l e-s t r a n d e dD N A-b i n d i n gp r o t e i n1e x p r e s s i o ni n d u c e d b y H C MV i n f e c t i o n p r o m o t e s l i p i da c c u m u l a t i o n i n c e l l s[J].B r a z i l i a n J o u r n a l o fM e d i c a la n d B i o l o g i c a l R e s e a r c h,2017,50(11):e6389.[37] S O T O-A C O S T A R,B A U T I S T A-C A R B A J A L P,C E R V A N T E S-S A L A Z A R M,e t a l.DE N V u p-r e g u l a t e st h e HMG-C o A r e d u c t a s ea c t i v i t y t h r o u g ht h e i m p a i r m e n t o f AM P K p h o s p h o r y l a t i o n:Ap o t e n t i a l a n t i v i r a l t a r g e t[J].P L o SP a t h o g e n s,2017,13(4):e1006257.[38] S E R Q U I N A A,K AM B A C H D M,S A R K E RO,e t a l.V i r a l m i c r o R N A sr e p r e s st h ec h o l e s t e r o l p a t h w a y,a n d25-h y d r o x y c h o l e s t e r o l i n h ib i t s i n f ec t i o n[J].m B i o,2017,8(4):e517-e576.[39] K E W,Z H O U Y,L A IY,e ta l.P o r c i n er e p r o d u c t i v e3961。
