泛素化修飾通過精準調(diào)控靶蛋白的穩(wěn)定性、定位與活性，廣泛參與幾乎所有的生理病理進程，其核心功能之一在于調(diào)控機體免疫和炎癥信號通路。其中，E3泛素連接酶作為底物識別的關(guān)鍵執(zhí)行者，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。病毒性腦脊髓炎是多種重要病原感染導致死亡的關(guān)鍵誘因，然而泛素化修飾在該疾病發(fā)生發(fā)展中的具體調(diào)控機制尚不清楚。2025年12月13日，中國農(nóng)科院長春獸醫(yī)研究所劉艷/涂長春團隊，聯(lián)合吉林大學第一醫(yī)院付嘉琦教授和東北師范大學周義發(fā)教授在Nature Communications雜志發(fā)表了題為“The E3 ubiquitin ligase FBXL18 stabilizes BST2 to promote in?ammation in RABV infected astrocytes”的研究論文。

本研究以典型嗜神經(jīng)病毒-狂犬病病毒（Rabies Viruses, RABV）為模式病毒，從泛素修飾角度發(fā)掘誘導病毒性腦脊髓炎的關(guān)鍵宿主因子及其作用機制。通過E3泛素連接酶RNAi文庫篩選，研究首次鑒定出在RABV感染致病中發(fā)揮至關(guān)重要作用的宿主因子FBXL18。RABV感染可顯著上調(diào)小鼠星狀膠質(zhì)細胞（MA-C）和小鼠神經(jīng)母細胞瘤細胞（N2a）中FBXL18的表達，而敲減FBXL18能夠顯著抑制IL-6的生成和病毒復制。進一步利用活細胞成像和免疫熒光等技術(shù)，明確FBXL18通過激活NF-κB信號通路進而促進CVS-11感染星形膠質(zhì)細胞中IL-6的產(chǎn)生。在CVS-11感染24小時后，對照組中幾乎所有感染細胞均發(fā)生了p65核轉(zhuǎn)位現(xiàn)象，而在FBXL18敲低細胞中，僅不到20%的感染細胞發(fā)生p65核轉(zhuǎn)位。

圖1. FBXL18通過激活NF-κB通路誘導IL-6產(chǎn)生

為進一步闡明FBXL18調(diào)控NF-κB信號通路的分子機制，本研究結(jié)合蛋白質(zhì)組學分析和蛋白互作驗證，首次鑒定到FBXL18的關(guān)鍵底物-BST2。機制研究表明FBXL18依賴其F-box結(jié)構(gòu)域穩(wěn)定BST2，促進IκBα/NF-κB信號通路的持續(xù)激活；通過免疫沉淀和高分辨質(zhì)譜分析技術(shù)，進一步解析出FBXL18催化BST2的泛素化修飾類型及關(guān)鍵修飾位點。研究發(fā)現(xiàn)FBXL18催化BST2蛋白K109和K110位點發(fā)生K11鏈型多聚泛素化修飾，進而維持BST2的蛋白穩(wěn)定性。有趣的是，上述兩個位點同時也是某種未知E3泛素酶介導BST2發(fā)生K33鏈型泛素化的修飾位點。在病毒感染狀態(tài)下，F(xiàn)BXL18驅(qū)動的K11鏈型泛素化可競爭性抑制導致蛋白降解的K33泛素化修飾，從而穩(wěn)定BST2蛋白，最終促進IκBα/NF-κB信號通路的持續(xù)激活。

圖2. FBXL18抑制BST2發(fā)生K33連接泛素化及降解

為進一步評估FBXL18在狂犬病治療中的潛力，驗證其是否可在抑制炎癥反應(yīng)的同時也能有效抑制病毒復制。本研究利用AAV構(gòu)建FBXL18敲減小鼠模型，并在此基礎(chǔ)上開展致死劑量CVS-11毒株的攻毒實驗。研究結(jié)果顯示，敲低FBXL18的表達不僅能顯著抑制炎性因子IL-6的產(chǎn)生，還能有效抑制病毒在體內(nèi)的復制；該干預策略對小鼠的有效保護率可達80%，是目前已報道的針對狂犬病病毒在體內(nèi)保護效果最為顯著的干預靶點之一。這一發(fā)現(xiàn)為狂犬病及病毒性腦脊髓炎的防控救治提供了極具前景的潛在靶點。

圖3.敲低FBXL18提高CVS-11感染小鼠的存活

本研究首次從泛素化修飾角度闡釋了FBXL18通過競爭性泛素化修飾調(diào)控底物蛋白BST2的穩(wěn)定性，進而持續(xù)激活NF-κB信號通路，最終驅(qū)動病毒感染誘發(fā)腦脊髓炎反應(yīng)的關(guān)鍵進程。更重要的是，研究通過構(gòu)建RABV致死性感染模型，證實該靶點在體內(nèi)水平可抑制病毒復制和炎癥反應(yīng)，并顯著提升小鼠生存率，展現(xiàn)出明確的抗病毒治療潛力。這一發(fā)現(xiàn)突破以病毒蛋白為救治靶點的策略框架，為以宿主蛋白為靶點的抗病毒救治提供了全新視角和理論依據(jù)，也為病毒性腦脊髓炎的防控提供重要分子靶點，點亮了具有轉(zhuǎn)化前景的新路徑。

圖 4. FBXL18在RABV介導NF-κB信號通路激活的作用機制模型

相關(guān)研究得到國家重點研發(fā)計劃“重要人獸共患病毒的感染與致病機制”（2022YFD1800100）和國家自然科學基金的資助，中國農(nóng)科院長春獸醫(yī)研究所和東北師范大學聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生王潔為論文第一作者。