2019年8月27日,军事科学院军事医学研究院段小涛课题组在Cell Reports杂志发表题为MAVS O-GlcNAcylation is essential for host anti-viral immunity against lethal RNA viruses的研究论文,揭示了O-GlcNAcylation修饰是宿主对抗RNA病毒的关键分子事件,进一步提出并验证天然营养补充剂D-氨基葡萄糖(D-glucosamine)可通过上调宿主O-GlcNAcylation修饰水平,提高机体对抗RNA病毒感染的免疫防御能力。


军事科学院揭示D-氨基葡萄糖可以提高机体对抗RNA病毒感染


氨基己糖合成通路是葡萄糖代谢的重要通路,该通路的末端产物UDP-N-乙酰葡糖胺(UDP-GIcNAc)作为“高能复合物”,在O-GlcNAc糖基转移酶(OGT)作用下对底物蛋白的丝氨酸/苏氨酸进行O-GlcNAcylation修饰,进而调控其生物学活性。段小涛课题组研究人员发现,小鼠原代巨噬细胞在感染多株甲型流感病毒(Influenza A virus,IAV)前后,细胞中O-GlcNAcylation修饰水平会发生显著变化。髓系敲除O-GlcNAc糖基转移酶(OGT),小鼠体内IAV感染触发的Ⅰ型干扰素激活被明显抑制。研究人员筛选多种病毒对该现象进行验证,发现O-GlcNAcylation特异性的调控RNA病毒(如水疱性口炎病毒、仙台病毒等)诱导的Ⅰ型干扰素通路激活,但是并不影响DNA病毒诱导的干扰素产生。进一步的机制研究表明当宿主细胞感染RNA病毒后,抗病毒免疫通路关键蛋白质MAVS上发生较强的O-GlcNAcylation修饰。利用质谱鉴定及点突变等手段,研究人员鉴定到了MAVS上发生O-GlcNAcylation修饰的7个关键位点,并通过突变体证实O-GlcNAcylation修饰对于MAVS下游干扰素通路激活至关重要。


天然营养补充剂D-氨基葡萄糖(D-glucosamine)是常见的骨关节炎治疗药物。段小涛课题组的研究表明D-氨基葡萄糖作为氨基己糖通路激活剂,可显著提高机体的O-GlcNAcylation修饰水平,增强机体抗病毒免疫防御能力。研究人员系统评价了D-氨基葡萄糖对于机体对抗RNA病毒免疫的调控作用,发现喂食 D-氨基葡萄糖的野生型小鼠在感染甲型流感病毒、水疱性口炎病毒等多种RNA病毒后,生存率较对照组显著提升。


上述发现表明D-氨基葡萄糖可以通过上调MAVS的O-GlcNAcylation修饰水平进而提高宿主的抗病毒反应,提示D-氨基葡萄糖可作为抵御流感病毒、水疱性口炎病毒等多种RNA病毒感染的有效防控策略。


军事科学院揭示D-氨基葡萄糖可以提高机体对抗RNA病毒感染


宋楠副研究员和博士研究生齐琦为本文的共同第一作者。军事医学研究院段小涛研究员、李爱玲研究员和钟武研究员为本项研究的共同通讯作者。


军事科学院揭示D-氨基葡萄糖可以提高机体对抗RNA病毒感染


研究背景


RNA病毒具有高致死率、高突变率、易产生耐药性等特点,对人类健康造成了巨大威胁。近年来备受关注的埃博拉病毒、禽流感病毒以及寨卡病毒均属于RNA病毒。从提高宿主免疫的角度开发广谱抗病毒药物,对于新发、突发重大疫情防控具有重大意义。


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