https://mp.weixin.qq.com/s/R0JK5gUEIYHfm_Yl-UaTFQ

南方水稻黑條矮縮病毒（SRBSDV）是威脅亞洲水稻生產的重要病原，其媒介昆蟲白背飛虱（WBPH）如何應對病毒感染，一直是研究熱點。自噬是細胞通過降解自身受損組分維持穩(wěn)態(tài)的重要機制。研究發(fā)現(xiàn)，SRBSDV感染可顯著上調WBPH中多個自噬相關基因（Atg3、Atg5、Atg8等），并誘導自噬體形成。通過RNAi敲低Atg3或Atg9基因后，病毒復制水平顯著上升，說明完整的自噬通路對限制SRBSDV增殖至關重要。這表明白背飛虱通過激活自噬，主動清除入侵病毒，形成有效的細胞內免疫屏障。研究進一步發(fā)現(xiàn)，線粒體細胞色素c氧化酶亞基COX5B在病毒感染后顯著上調（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粒體，加劇線粒體損傷，從而激活自噬。那么COX5B如何發(fā)揮抗病毒功能？研究團隊發(fā)現(xiàn)COX5B上調加劇線粒體應激，誘導線粒體自噬，將包裹病毒顆粒的線粒體送入溶酶體降解；COX5B敲低導致Atg3等自噬核心基因表達下降，自噬活性減弱；敲低COX5B后，病毒傳播效率顯著增強（圖1）。

1. COX5B 抑制白背飛虱體內 SRBSDV 的復制與傳播。(A) RT-qPCR 檢測 1–9 天 post-inoculation（dpi）COX5B 轉錄水平的動態(tài)變化。(B) Western blot 分析 2、5、7、8 dpi COX5B 蛋白表達變化（左）及相對定量結果（右，以 TUBB/βTub56D 為內參進行歸一化）。(C) RNAi 敲低 COX5B 后（7 dpi），SRBSDV 基因 P9-1 與 P5-2 的轉錄水平變化。(D) RNAi 敲低 COX5B 后（7 dpi），病毒 P10 蛋白的表達水平檢測。(E) 病毒感染（7 dpi）后，白背飛虱中腸與唾液腺中 COX5B 轉錄水平比較。(F) 免疫熒光檢測白背飛虱中腸 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。(H) dsCOX5B 處理組與 dsGFP 對照組之間的病毒傳播率比較。

然而，病毒并非被動接受清除。SRBSDV編碼的P5-2蛋白可直接結合宿主Atg3和COX5B，抑制自噬體形成。有趣的是，當P5-2與COX5B共表達時，P5-2被“扣押”在線粒體中，反而減輕了其對自噬的抑制，表明COX5B能“反制”病毒蛋白，將其轉化為抗病毒自噬的觸發(fā)因素。另外研究還發(fā)現(xiàn)，COX5B還通過抑制PI3K-Akt-mTOR信號通路，促進感染細胞的凋亡。在感染后期，重度感染的細胞通過凋亡被清除，進一步限制病毒擴散。這種“自噬清除病毒   凋亡清除感染細胞”的雙重策略，體現(xiàn)了昆蟲在長期進化中形成的精細免疫調控網(wǎng)絡。

基于上述發(fā)現(xiàn)，研究團隊提出了一個整合性的工作機制模型，SRBSDV感染后，病毒蛋白P5-2定位于宿主線粒體，促進病毒復制并引起輕度線粒體損傷；宿主通過上調COX5B應答，進一步加劇線粒體應激，激活線粒體自噬，促使病毒顆粒與受損線粒體被包裹進自噬體并運往溶酶體降解；COX5B同時通過抑制PI3K-Akt通路，增強感染細胞的凋亡敏感性，實現(xiàn)感染細胞的清除；P5-2雖試圖抑制自噬，但其與COX5B的相互作用導致自身被限制于線粒體，反而增強了宿主導向的抗病毒自噬。該模型系統(tǒng)揭示了COX5B在協(xié)調線粒體穩(wěn)態(tài)、自噬活化與細胞凋亡中的核心樞紐作用，為理解昆蟲

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，它不僅通過激活自噬清除病毒，還通過調控PI3K-Akt信號通路促進感染細胞凋亡，形成雙重防御體系，揭示了“病毒-線粒體-自噬-凋亡”四者之間動態(tài)博弈的分子機制。

中國科學技術大學生命科學與醫(yī)學部吳清發(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。華南農業(yè)大學周國輝教授和張彤教授也參與該項研究工作。該工作得到國家自然科學基金重點項目、國家重點研發(fā)計劃和中國博士后科學基金等項目的資助。