誘導自噬調控細胞凋亡狀態(tài)：氧化應激促進PCV2持續(xù)感染增殖的機理

豬圓環(huán)病毒2 型(PCV2)可導致一系列豬圓環(huán)病毒病，如豬皮炎腎病綜合征、豬繁殖障礙、豬呼吸道綜合征等，其中影響最為嚴重的是斷奶仔豬多系統(tǒng)衰竭綜合征。當前，斷奶仔豬多系統(tǒng)衰竭綜合征在全球廣泛流行，給養(yǎng)豬業(yè)造成了重大的經濟損失。流行病學調查發(fā)現(xiàn)，PCV2 的陽性感染率非常高，但不同豬場的發(fā)病率差異非常大。此外，并不是所有感染了PCV2 的斷奶仔豬均會發(fā)生多系統(tǒng)衰竭綜合征，即使發(fā)生了斷奶仔豬多系統(tǒng)衰竭綜合征，但在不同的豬場其發(fā)病程度也很不一樣，致病病原PCV2 的存在以及其它一些額外促發(fā)因素如混合感染、免疫刺激、營養(yǎng)水平及氧化應激等影響著斷奶仔豬多系統(tǒng)衰竭綜合征的發(fā)生和發(fā)展。有研究表明，氧化應激可通過誘導自噬促進PCV2 的感染復制，但對于其作用機理仍然需要進一步研究。細胞凋亡是由基因控制的細胞自主有序死亡過程，自噬與凋亡之間存在著密切聯(lián)系，但對于凋亡是否在自噬促進PCV2 復制的過程中發(fā)揮作用還有待探討。

近期發(fā)表于《Veterinary Research》 上的文章首次報道了細胞凋亡在氧化應激誘導自噬促進PCV2持續(xù)感染增殖中的作用。該研究采用H2O2誘導細胞氧化應激，通過檢測PCV2 Cap 蛋白表達水平、PCV2 DNA 拷貝數(shù)和PCV2 感染陽性的細胞數(shù)后發(fā)現(xiàn)，H2O2介導的氧化應激可以促進PCV2 在PK15細胞中的復制。通過檢測ATG5 和LC3Ⅱ蛋白表達水平以及觀察GFP-LC3 點狀聚集情況發(fā)現(xiàn)，氧化應激可以誘導PK15 細胞發(fā)生自噬。添加自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤或轉染siATG5 降低自噬水平后發(fā)現(xiàn)，抑制自噬可以阻斷氧化應激對PCV2 復制的促進作用。這些結果表明，氧化應激可以通過誘導自噬促進PCV2 在PK15 細胞中上的復制。為了探討氧化應激誘導的自噬促進PCV2 在PK15 細胞中復制的機制，該研究進一步檢測了凋亡相關基因如Casepase-3、Casepase-8、Bax、Bcl-2 以及凋亡相關蛋白Casepase-3，試驗結果表明，抑制自噬不僅降低了細胞自噬反應的水平和PCV2 的增殖復制水平，而且顯著增加了PK15 細胞的凋亡水平，細胞形態(tài)學觀察也得出了相同的結論。通過添加凋亡抑制劑Z-VAD-FMK 發(fā)現(xiàn)，在抑制自噬的情況下抑制細胞凋亡有助于PCV2 在PK15 細胞中的復制。這些試驗數(shù)據(jù)說明，氧化應激誘導的自噬可通過抑制細胞凋亡實現(xiàn)宿主細胞的持續(xù)存活，從而促進PCV2 在PK15 細胞中的持續(xù)感染與復制。

已有研究表明，細胞自噬可以促進PCV2 的復制，此外，PCV2 的ORF4 蛋白可直接抑制細胞凋亡促進PCV2 的早期感染，從PCV2 本身的基因結構說明凋亡不利于PCV2 的復制。該最新研究則從自噬調控凋亡的角度，闡明了自噬促進PCV2 體外復制的機制，證實了凋亡在其中的作用。該研究進一步闡明了氧化應激影響PCV2 復制增殖進而影響PCV2 致病的機理，其研究成果可為豬圓環(huán)病毒病的防控提供科學參考。

評述論文來源：Zhai Nian-Hui, Liu Kai, Li Hu, et al.PCV2 replication promoted by oxidative stress is dependent on the regulation of autophagy on apoptosis [J].Vet Res, 2019, 50:19.DOI: 10.1186/s13567-019-0637-z