【前沿&进展】Nature Communications|丁彬彬-程璘令团队揭示病毒动态调控迁移体形成并利用其进行胞间传播新机制

迁移体是细胞在运动过程中形成的一种细胞外细胞器,核心功能是释放细胞内物质(mRNA、蛋白质、线粒体等)以介导细胞间通讯。近几年的研究发现迁移体在多种生理病理过程中发挥重要作用,如血管生成、缺血性脑损伤、增生性玻璃体视网膜病变等。最新的研究表明迁移体也可做为细胞外囊泡参与病毒释放,但其具体的分子调控机制仍不明确。四跨膜蛋白4(TSPAN4)是迁移体的标志性蛋白,对迁移体的形成至关重要。然而,TSPAN4介导的迁移体形成的调控机制及其生理病理功能仍有待阐明。鉴定TSPAN4稳定性的上游调控因子,并阐明其在迁移体形成及功能执行中的具体机制,对于系统理解迁移体的动态调控网络及其在生理与病理条件下的核心作用具有重要意义。

2026年1月7日,广州国家实验室/广州医科大学附属第一医院/呼吸疾病全国重点实验室丁彬彬-程璘令团队在Nature Communications发表题为 O-GlcNAcylation of AMFR stabilizes TSPAN4 to regulate migrasome formation for viral release的研究论文,系统探索了病毒动态调控E3泛素连接酶AMFR的O-糖基化来直接影响TSPAN4稳定性,进而调控迁移体的生成以促进病毒胞间传播的新机制。


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在本研究中,团队以RNA病毒VSV和DNA病毒HSV-1为研究模型,首先发现病毒可利用迁移体进行释放和传播,破坏迁移体形成可显著抑制病毒的释放。病毒颗粒可富集于迁移体中,这些含有病毒的迁移体可被邻近细胞摄取从而完成病毒胞间传播。进一步细致的探究发现,随着病毒感染时间增加,迁移体的数目出现先增加后减少的动态变化。

机制上,团队通过结合免疫共沉淀、蛋白质谱和siRNA筛选,揭示了调控迁移体形成的核心信号轴——内质网驻留E3泛素连接酶AMFR通过介导TSPAN4的泛素化促进其降解,从而抑制迁移体形成的负调控机制。进一步的探索发现O-糖基转移酶OGT介导AMFR第643位苏氨酸(Thr643)发生O-糖基化修饰,做为“分子开关”精确调控AMFR-TSPAN4信号轴,正调控迁移体的形成。体内co-IP和体外pull down结果表明,增强AMFR的O-糖基化可显著抑制其与TSPAN4的结合,进而稳定TSPAN4并促进迁移体的形成;而降低AMFR的O-糖基化则增强AMFR-TSPAN4互作和TSPAN4降解,导致迁移体无法形成。

尤为值得关注的是,在病毒感染情况下,感染早期病毒通过上调AMFR的O-糖基化,抑制AMFR对TSPAN4的泛素化修饰及降解,增强迁移体形成,在子代病毒数量有限情况下利用迁移体进行有效胞间传播,同时逃避免疫识别;而在感染晚期,此时大量子代病毒已产生,迁移体介导的低效胞间传播反而限制病毒的扩散,病毒通过下调AMFR的O-GlcNAc糖基化,增强AMFR介导的TSPAN4降解,从而抑制迁移体形成,以适应病毒大规模释放的需求。

        

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模式图:病毒通过AMFR O-GlcNAc 糖基化和 TSPAN4 泛素化修饰,动态调控迁移体形成。

本研究揭示了病毒通过AMFR-TSPAN4信号轴调控迁移体形成并利用迁移体进行传播的新策略,为抗病毒药物设计提出了全新干预思路。AMFR O-糖基化修饰、TSPAN4稳定性等关键调控节点,可作为开发新型抗病毒药物的潜在靶点—通过靶向调控迁移体形成,阻断病毒的细胞间的传播,为精准防控病毒源性疾病提供了重要理论基础与技术方向。目前团队正在开展靶向迁移体形成的相关小分子抗病毒抑制剂筛选和验证工作。

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广州国家实验室联合培养博士生余玲晖、李佳佳和美国加州理工学院韩依杨博士为本文共同第一作者,广州国家实验室/广州医科大学附属第一医院/呼吸疾病全国重点实验室丁彬彬研究员和程璘令教授为共同通讯作者。研究工作得到了广州医科大学赵金存教授、清华大学俞立教授、西安交通大学黄雨薇教授的大力支持和指导。

 

丁彬彬, 广州国家实验室, 呼吸疾病全国重点实验室, 研究员、博士生导师,国家优秀青年科学基金获得者。课题组聚焦病毒感染调控宿主细胞器机制和功能,以通讯作者在EMBO J、Nat commun (*2)、Cell Reports、Cell Discovery、mBio等国际权威杂志上发表SCI文章数篇,以第一作者发表Cell Host & Microbe两篇。现依托广州国家实验室、呼吸疾病全国重点实验室诚聘1-3名博士后(年薪35-45万),欢迎优秀的学者邮件来询(dingbinbin1988@163.com)。