《Science》发现抗病毒“蛋白质修饰”新开关，维生素K水平是关键调节因子
来源：iNature 2026-01-28 15:11
该研究发现了 MAVS 的一种调控机制——细胞质中蛋白质的羧化以及 GGX 的结构反转，并展示了调节维生素 K 水平如何影响抗病毒防御。
线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）是一种参与抗病毒免疫的衔接蛋白，但其调控机制尚不完全清楚。
2025年7月3日，东京大学Yukiko Gotoh团队在Science 在线发表题为Membrane topology inversion of GGCX mediates cytoplasmic carboxylation for antiviral defense的研究论文，该研究发现，维生素 K（VK）依赖性的γ-谷氨酰羧化酶（GGCX）会将 MAVS 羧化。该研究还发现，GGCX 可以在细胞质内发生结构反转从而对 MAVS 进行羧化。这种羧化增强了 MAVS 诱导 I 型干扰素的能力，同时抑制了细胞凋亡的诱导。
敲除 GGCX 基因、给予不含维生素 K 的饮食，或者通过抑制维生素 K 二醇还原酶 1， 用华法林来减少维生素 K 的含量，都能提高小鼠对病毒的易感性。因此，该研究发现了 MAVS 的一种调控机制——细胞质中蛋白质的羧化以及 GGX 的结构反转，并展示了调节维生素 K 水平如何影响抗病毒防御。
哺乳动物细胞对病毒感染的先天免疫反应包括产生干扰素（IFN）以及执行细胞凋亡。I 型干扰素，如 IFN-α 和 IFN-β，会诱导数百个干扰素刺激基因（ISG）的表达，这些基因在受感染细胞内限制病毒复制中起着重要作用，而细胞凋亡则会清除受感染细胞以防止病毒进一步传播。
这些由干扰素介导和细胞凋亡引起的反应在病毒感染的情况下似乎是以一种与环境相关的方式进行差异调节的，通过细胞凋亡清除受感染细胞在具有高再生能力的组织（如皮肤和肺组织）中被认为是有益的，但在再生很少发生的组织（如脑组织）中则是有害的。
宿主细胞内对病毒 RNA 的识别由模式识别受体（包括视黄酸诱导基因 I（RIG-I）样受体，如 RIG-I 和黑色素瘤分化相关蛋白 5（MDA5））进行，这会导致线粒体抗病毒信号蛋白的激活。MAVS，一种跨膜蛋白，其定位于线粒体和过氧化物酶体中，并在调节干扰素和细胞凋亡反应方面发挥着关键作用。
GGCX 的拓扑反转（图源自Science ）
然而，控制 MAVS 介导的抗病毒防御系统这两条“支路”之间转换的分子机制仍不清楚。该研究发现，MAVS 中的氨基酸经过了羧化修饰，这种修饰依赖于γ-谷氨酰羧化酶（GGC），这是一种存在于内质网中的膜蛋白，能够改变自身方向，使活性位点朝向细胞质。
在激活信号存在的情况下，该研究发现依赖于GGC的MAVS羧化修饰会刺激细胞产生Ⅰ型干扰素，但会抑制导致细胞凋亡的信号。当抑制GGC时（无论是通过神经元中的基因敲除，还是通过减少其辅因子维生素 K 的水平），抑制了GGC的表达的小鼠对大脑中的病毒感染反应出现失调。
参考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk9967
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