登革熱病毒誘發的細胞自噬現象調控脂質代謝

Heaton, N. S. and Randall, G. Cell Host& Microbe, 8, 422-432, 2010

Speaker：Siao-Fen Yeh(葉曉芬)                                          Time：14:10~15:00, April 13, 2011

Commentator：Dr. Shin, Jyh-wei (辛致煒老師)         Place：Room 601

摘要

研究指出細胞自噬現象（autophagy）可以誘發對外來致病源的先天/後天免疫反應以清除致病源的威脅。然而，某些病毒會利用參與細胞自噬的物質大量製造病毒(1)。登革熱病毒（DV）感染會引起細胞自噬，利用此現象增加病毒複製和病毒釋放出細胞量。但是，參與在DV感染的細胞自噬機制目前仍不清楚。最近研究指出，當細胞處於飢餓狀態時，lipid droplets會與參與細胞自噬的物質有所連結，同時也發現當細胞自噬被抑制時，lipid droplets中的三酸甘油酯會累積(2)。DV capsid protein 和nonstructural protein 3 則被指出跟lipid droplets變化和脂肪酸合成有關(3)。因此，作者大膽假設DV誘發的細胞自噬現象是否會調控細胞脂質代謝。為了探討這個假設，他們利用GFP-LC3當細胞自噬的標的，oil red O染脂質表現，以及利用NS1當DV感染的標記。免疫螢光分析結果發現DV感染確實可以誘發細胞自噬產生，而這現象與lipid droplets有所關聯。作者發現DV引起的自噬現象只會降低lipid droplets面積，並不會減少lipid droplets的數量。作者接下來就想進一步探討lipid droplets是否會影響autophagosomal maturation，而實驗結果顯示，lipid droplets不會影響到autophagosomalmaturation，意外發現lipid droplets會藉由細胞自噬增加運送到溶體（lysosome）進行降解的比例。 Lipid droplets中成分很多，作者想知道哪個成分對DV引起的細胞自噬有關，實驗發現三酸甘油酯在被DV感染的細胞會被消耗。然後，作者再深入探討DV感染、細胞自噬以及脂肪酸之間的關係，因此，以不同方式抑制細胞自噬，在細胞培養液中添加脂肪酸，分析釋出細胞的病毒量。結果發現，當脂肪酸存在下，受到因細胞自噬抑制而降低的病毒釋出量會回復。最後，作者發現當β-oxidation正常進行時，脂肪酸回復機制才會出現。總結此篇研究，作者發現DV引起細胞自噬可以調控脂質代謝以增加病毒複製與釋出，而這種調控脂質代謝的現象是源自於病毒生化反應對能量的需求。

References

1.          Lee, Y. R. et al. (2008) Autophagy machinery activated by dengue virus enhances virus replication. Virology 374, 240-248

2.          Singh, R. et al. (2009) Autophagy regulates lipid metabolism. Nature 458, 1131-1135.

3.          Heaton, N. S. et al. (2010) Dengue virus nonstructural protein 3 redistributes fatty acid synthase to sites of viral replication and increases cellular fatty acid synthesis. PNAS 107, 17345-17350.