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南方水稻黑條矮縮病毒（SRBSDV）是威脅亞洲水稻生產(chǎn)的重要病原，其媒介昆蟲(chóng)白背飛虱（WBPH）如何應(yīng)對(duì)病毒感染，一直是研究熱點(diǎn)。自噬是細(xì)胞通過(guò)降解自身受損組分維持穩(wěn)態(tài)的重要機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，SRBSDV感染可顯著上調(diào)WBPH中多個(gè)自噬相關(guān)基因（Atg3、Atg5、Atg8等），并誘導(dǎo)自噬體形成。通過(guò)RNAi敲低Atg3或Atg9基因后，病毒復(fù)制水平顯著上升，說(shuō)明完整的自噬通路對(duì)限制SRBSDV增殖至關(guān)重要。這表明白背飛虱通過(guò)激活自噬，主動(dòng)清除入侵病毒，形成有效的細(xì)胞內(nèi)免疫屏障。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，線(xiàn)粒體細(xì)胞色素c氧化酶亞基COX5B在病毒感染后顯著上調(diào)（圖1）。COX5B不僅與病毒蛋白P5-2直接互作，還能將其更多的定位至線(xiàn)粒體，加劇線(xiàn)粒體損傷，從而激活自噬。那么COX5B如何發(fā)揮抗病毒功能？研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)COX5B上調(diào)加劇線(xiàn)粒體應(yīng)激，誘導(dǎo)線(xiàn)粒體自噬，將包裹病毒顆粒的線(xiàn)粒體送入溶酶體降解；COX5B敲低導(dǎo)致Atg3等自噬核心基因表達(dá)下降，自噬活性減弱；敲低COX5B后，病毒傳播效率顯著增強(qiáng)（圖1）。

1. COX5B 抑制白背飛虱體內(nèi) SRBSDV 的復(fù)制與傳播。(A) RT-qPCR 檢測(cè) 1–9 天 post-inoculation（dpi）COX5B 轉(zhuǎn)錄水平的動(dòng)態(tài)變化。(B) Western blot 分析 2、5、7、8 dpi COX5B 蛋白表達(dá)變化（左）及相對(duì)定量結(jié)果（右，以 TUBB/βTub56D 為內(nèi)參進(jìn)行歸一化）。(C) RNAi 敲低 COX5B 后（7 dpi），SRBSDV 基因 P9-1 與 P5-2 的轉(zhuǎn)錄水平變化。(D) RNAi 敲低 COX5B 后（7 dpi），病毒 P10 蛋白的表達(dá)水平檢測(cè)。(E) 病毒感染（7 dpi）后，白背飛虱中腸與唾液腺中 COX5B 轉(zhuǎn)錄水平比較。(F) 免疫熒光檢測(cè)白背飛虱中腸 COX5B（FITC，綠色）與病毒 P10（TRITC，紅色）的共定位情況。(G) 經(jīng) dsCOX5B 或 dsGFP 處理的白背飛虱在 SRBSDV 感染或未感染條件下的生存曲線(xiàn)。(H) dsCOX5B 處理組與 dsGFP 對(duì)照組之間的病毒傳播率比較。

然而，病毒并非被動(dòng)接受清除。SRBSDV編碼的P5-2蛋白可直接結(jié)合宿主Atg3和COX5B，抑制自噬體形成。有趣的是，當(dāng)P5-2與COX5B共表達(dá)時(shí)，P5-2被“扣押”在線(xiàn)粒體中，反而減輕了其對(duì)自噬的抑制，表明COX5B能“反制”病毒蛋白，將其轉(zhuǎn)化為抗病毒自噬的觸發(fā)因素。另外研究還發(fā)現(xiàn)，COX5B還通過(guò)抑制PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路，促進(jìn)感染細(xì)胞的凋亡。在感染后期，重度感染的細(xì)胞通過(guò)凋亡被清除，進(jìn)一步限制病毒擴(kuò)散。這種“自噬清除病毒   凋亡清除感染細(xì)胞”的雙重策略，體現(xiàn)了昆蟲(chóng)在長(zhǎng)期進(jìn)化中形成的精細(xì)免疫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

基于上述發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)整合性的工作機(jī)制模型，SRBSDV感染后，病毒蛋白P5-2定位于宿主線(xiàn)粒體，促進(jìn)病毒復(fù)制并引起輕度線(xiàn)粒體損傷；宿主通過(guò)上調(diào)COX5B應(yīng)答，進(jìn)一步加劇線(xiàn)粒體應(yīng)激，激活線(xiàn)粒體自噬，促使病毒顆粒與受損線(xiàn)粒體被包裹進(jìn)自噬體并運(yùn)往溶酶體降解；COX5B同時(shí)通過(guò)抑制PI3K-Akt通路，增強(qiáng)感染細(xì)胞的凋亡敏感性，實(shí)現(xiàn)感染細(xì)胞的清除；P5-2雖試圖抑制自噬，但其與COX5B的相互作用導(dǎo)致自身被限制于線(xiàn)粒體，反而增強(qiáng)了宿主導(dǎo)向的抗病毒自噬。該模型系統(tǒng)揭示了COX5B在協(xié)調(diào)線(xiàn)粒體穩(wěn)態(tài)、自噬活化與細(xì)胞凋亡中的核心樞紐作用，為理解昆蟲(chóng)

病毒互作提供了全新的分子框架。

本研究成果以“Mitochondrial protein COX5B orchestrates antiviral autophagy and apoptosis to restrict SRBSDV propagation in Sogatella furcifera” 為題，于 2025 年12 月9日在線(xiàn)發(fā)表在《Autophagy》，首次闡明COX5B在白背飛虱抗SRBSDV感染中的重要作用，它不僅通過(guò)激活自噬清除病毒，還通過(guò)調(diào)控PI3K-Akt信號(hào)通路促進(jìn)感染細(xì)胞凋亡，形成雙重防御體系，揭示了“病毒-線(xiàn)粒體-自噬-凋亡”四者之間動(dòng)態(tài)博弈的分子機(jī)制。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部吳清發(fā)教授為該論文通訊作者，課題組博士后白晴和博士班雅文為該論文的第一作者。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)周?chē)?guó)輝教授和張彤教授也參與該項(xiàng)研究工作。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。