《Veterinary Research》：Activation of the ATM–Chk2 DNA damage response pathway by Newcastle disease virus enhances viral replication
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該研究揭示了新城疫病毒(NDV)通過誘導宿主DNA損傷，激活ATM–Chk2 DNA損傷反應(DDR)通路，進而促進病毒復制的新機制，為理解RNA病毒與宿主相互作用及開發抗病毒策略提供了新的思路和靶點。
NDV感染通過ATM–Chk2 DDR通路誘導DNA損傷
研究發現，新城疫病毒(NDV)感染會導致雞成纖維細胞DF-1出現明顯的DNA損傷。通過堿性彗星實驗可以觀察到，與未感染或經紫外線滅活的NDV(UV-NDV)處理的細胞相比，感染NDV的細胞其DNA拖尾顯著增加，表明DNA雙鏈斷裂。重要的是，這種DNA損傷反應依賴于病毒的活躍復制，因為UV-NDV無法誘導同樣的效應。進一步通過逆轉錄定量聚合酶鏈反應(RT-qPCR)分析發現，NDV感染后，多種與ATM信號通路相關的DNA損傷反應基因，如ATM、RAD50、MRE11、RNF168、H2AX和Chk2的表達顯著上調，而ATR通路相關基因的表達變化有限。值得注意的是，參與同源重組修復(HRR)的關鍵基因BRCA1的表達卻出現下調，而復制蛋白A(RPA)的表達上調，這提示NDV可能選擇性地調控DDR組分來為自己創造一個有利的復制環境。
ATM–Chk2通路是NDV高效增殖的關鍵
為了探究DDR通路在NDV感染中的作用，研究人員使用了ATM激酶特異性抑制劑KU55933和ATR激酶抑制劑VE-821。細胞活力檢測(CCK-8)表明，在測試濃度下這兩種抑制劑對DF-1細胞均無明顯毒性。然而，預處理KU55933（而非VE-821）能夠以劑量依賴的方式顯著抑制NDV的增殖，表現為NDV M基因表達水平和病毒滴度的下降。同時，KU55933預處理也減輕了NDV感染誘導的DNA損傷以及下游效應基因p53和p21的表達上調，這直接證明了ATM激酶的活性對NDV的有效復制至關重要。
此外，Chk2作為ATM通路下游的關鍵效應激酶，在DNA損傷信號傳導中扮演核心角色。通過小干擾RNA(siRNA)敲低Chk2的表達后，NDV的子代病毒產量和M基因表達均顯著降低。這一結果明確證實Chk2是NDV復制所必需的宿主因子，進一步確立了ATM–Chk2軸在促進NDV復制中的核心地位。
NDV感染誘導G1期細胞周期阻滯
許多病毒會操縱宿主細胞周期以優化自身復制。本研究發現，NDV感染顯著改變了細胞周期分布。通過碘化丙啶(PI)染色和流式細胞術分析顯示，感染NDV的細胞中處于G1期的比例明顯增加，而處于S期的細胞比例減少，表明NDV感染誘導了G1期細胞周期阻滯。有趣的是，使用ATM抑制劑KU55933預處理可以顯著緩解這種阻滯。G1期是細胞轉錄和翻譯活動旺盛的階段，NDV誘導的G1期阻滯可能旨在將細胞維持在有利于病毒基因表達和蛋白合成的狀態，從而延長其復制窗口期。1期細胞周期阻滯。">
ATM信號通路調節宿主固有免疫與NDV復制
DNA損傷反應通路與宿主抗病毒免疫系統之間存在復雜的串擾。研究通過分析ATM抑制對免疫相關基因表達的影響，探索了ATM在NDV感染免疫調節中的作用。結果顯示，在未感染的DF-1細胞中，抑制ATM會導致白細胞介素-6(IL-6)表達下降，同時刺激干擾素基因(STING)和干擾素-α(IFN-α)表達上調。在NDV感染的背景下，ATM抑制劑處理顯著抑制了病毒誘導的促炎細胞因子IL-6和IL-1的表達，同時進一步增強了STING、干擾素調節因子7(IRF-7)和IFN-α的表達。這表明ATM抑制不僅限制了NDV的復制，還通過抑制促炎反應和增強干擾素信號通路來調節宿主的免疫應答。NDV可能通過激活ATM信號來抑制宿主的固有免疫反應，從而為自身復制創造有利條件。
討論與總結
該研究系統闡明了新城疫病毒(NDV)如何利用宿主細胞的DNA損傷反應(DDR)通路，特別是ATM–Chk2信號軸，來促進自身復制的分子機制。與DNA病毒不同，關于RNA病毒與DDR相互作用的研究相對有限。本研究表明，NDV的活躍復制能誘導宿主DNA損傷，并優先激活ATM通路及其下游效應因子Chk2。通過藥理學抑制ATM或基因沉默Chk2，都能有效抑制NDV的復制。機制上，NDV可能通過ATM–Chk2通路誘導G1期細胞周期阻滯，將細胞“凍結”在轉錄和翻譯活躍的階段，從而掠奪宿主資源。同時，NDV還可能通過該通路調節宿主的固有免疫反應，抑制促炎因子并影響干擾素通路，以逃逸免疫清除。
這一發現不僅增進了我們對NDV致病機制的理解，也為開發針對NDV及其他RNA病毒的新型抗病毒策略提供了潛在的靶點。未來研究可進一步探索Chk2與NDV蛋白之間的直接相互作用，以及不同毒力NDV毒株在利用DDR通路上是否存在差異。
