服务案例Pathogens | LiP-MS助力解析酸浆苦味素F靶向抑制RNA病毒过度免疫反应机制
所属分类: 技术干货
发布时间: 2026-05-02
概要: 该研究聚焦于RNA病毒感染所引发的过度天然免疫反应及相关自身免疫疾病,深入发掘并验证了一种来源于茄科植物的天然小分子化合物——酸浆苦味素F(Physalin F)的免疫抑制功能。

期刊名称:Pathogens
发表时间:2026年1月
影响因子:3.3
服务单位:武汉大学医学研究院
服务产品:LiP-MS药物靶点筛选解决方案
服务团队:王曼、袁梦、谢宇峰
样本类型:HEK293T细胞、THP1细胞、小鼠骨髓衍生巨噬细胞(BMDMs)、骨髓衍生树突状细胞(BMDCs)、C57BL/6小鼠等
其他信息:细胞热位移分析(CETSA)、体内病毒感染模型(SeV/VSV)、CRISPR/Cas9基因编辑
今天为大家解读一项发表于传染病学与病原体领域权威期刊Pathogens的研究,标题为“Physalin F Promotes AFG3L2-Mediated Degradation of VISA/MAVS to Suppress Innate Immune Response to RNA Virus”。该研究聚焦于RNA病毒感染所引发的过度天然免疫反应及相关自身免疫疾病,深入发掘并验证了一种来源于茄科植物的天然小分子化合物——酸浆苦味素F(Physalin F)的免疫抑制功能。
本研究由武汉大学医学研究院舒红兵团队主导完成,谱度众合在本研究分子机制解码环节提供的LiP-MS药物靶点筛选解决方案发挥核心作用:精准确证了Physalin F的直接结合靶点——线粒体m-AAA蛋白酶AFG3L2。这一关键数据,为后续阐明Physalin F如何通过增强AFG3L2的蛋白酶活性,进而降解核心接头蛋白VISA/MAVS、最终阻断RLR介导的天然免疫信号通路,提供了直接的物理结合证据,有力推动了针对过度炎症和自身免疫疾病的药物开发进程。

天然免疫反应是宿主抵御病原微生物的第一道防线。在RNA病毒感染过程中,RIG-I样受体(RLRs)识别病毒RNA后,会与定位于线粒体外膜的接头蛋白VISA(又称MAVS/IPS-1)结合,并诱导其发生聚集。活化的VISA进一步招募下游复合物,启动I型干扰素(IFNs)和促炎细胞因子的表达。然而,天然免疫信号的过度激活或失调会导致系统性红斑狼疮(SLE)、Aicardi-Goutières综合征(AGS)等严重的自身免疫性疾病或炎症。目前临床上常用的免疫抑制疗法往往伴随糖尿病、骨质疏松等严重副作用。
天然产物一直是人类疾病药物开发的重要来源。前期研究已发现,Physalin F(酸浆苦味素F)具有显著的免疫调节和抗炎活性,能够抑制淋巴细胞增殖并减少促炎细胞因子的产生。然而,Physalin F在细胞内发挥这些药效的直接分子靶点及其深层生化机制尚不明确,这极大限制了其临床转化与靶向药物设计。
本研究采用“表型筛选-靶点确证-通路解析-体内外药效验证”的系统性研究范式:
❶ 化合物高通量筛选:建立ISRE报告基因系统,对包含903种天然小分子的化合物库进行高通量筛选,成功锁定Physalin F为RNA病毒诱导天然免疫反应的强效抑制剂。
❷ 靶点筛选与机制确证:利用谱度众合提供的LiP-MS药物靶点筛选方案,在复杂的全细胞裂解液中直接、高通量地筛选并确证Physalin F的物理结合靶蛋白为AFG3L2。随后结合CETSA(细胞热位移分析)和蛋白质截短突变技术,精准定位了小分子与靶蛋白的结合区域。
❸ VISA降解通路解析:通过CRISPR/Cas9技术构建AFG3L2敲低细胞株,并结合AFG3L2蛋白酶失活突变体(E575Q),系统论证了Physalin F通过变构激活AFG3L2蛋白酶活性加速VISA降解,从而形成负反馈调节。
❹ 体内免疫重塑评估:在小鼠骨髓衍生细胞(BMDMs/BMDCs)及VSV/SeV病毒感染的C57BL/6小鼠活体模型中,验证了Physalin F对IFN-β及IL-6等核心炎症因子的强力抑制作用,确证了其体内抗炎及免疫调节功效。
(1)高通量筛选锁定Physalin F为强效天然免疫抑制剂
研究团队首先利用ISRE荧光素酶报告基因系统,从903种天然产物中筛选出Physalin F。体外实验表明,Physalin F能够以剂量依赖的方式(IC50 = 1.0 µM)抑制仙台病毒(SeV)诱导的ISRE激活。进一步研究发现,Physalin F不仅能显著下调下游抗病毒基因(IFNB1、IFI44、CXCL10)的转录水平,还能有效阻断天然免疫通路中关键激酶及转录因子(IRF3、STAT1、STAT2)的磷酸化活化。

(2)LiP-MS技术精准确证Physalin F靶向线粒体蛋白酶AFG3L2
明确药物的直接物理靶标是解析抗炎机制的关键前提,在这一颇具挑战的靶点发现阶段,谱度众合提供的LiP-MS药物靶点筛选方案发挥了引领作用:通过对全细胞裂解液进行蛋白酶敏感性构象变化分析,质谱从鉴定出的差异多肽中(涉及261个蛋白的319条多肽)精准识别了线粒体m-AAA蛋白酶的亚基AFG3L2。
随后的细胞热位移分析(CETSA)进一步证实了这一组学发现。结果显示,Physalin F的结合使AFG3L2的聚集温度从50.8°C显著降低至45.6°C,确证了二者的直接互作。

(3)AFG3L2介导VISA降解,Physalin F重塑天然免疫稳态
基于LiP-MS确定的核心靶点,研究团队进一步揭示了全新的免疫调控信号轴。实验证实,敲低AFG3L2会导致宿主细胞内VISA蛋白的异常积累;而过表达野生型AFG3L2(而非蛋白酶失活突变体E575Q)则能显著促进VISA的降解。更具突破性的是,LiP-MS结果不仅锁定了靶蛋白AFG3L2,还指明了具体的结合位点(包含aa739-750的锌金属蛋白酶结构域)。生化实验证明,Physalin F正是通过结合AFG3L2的这一特定区域,变构增强了其对VISA的蛋白酶水解活性,从根本上阻断了过度激活的抗病毒免疫信号传递。

本研究系统性地确证了天然小分子酸浆苦味素F(Physalin F)作为强效天然免疫抑制剂的功能,并描绘了其重塑宿主天然免疫稳态的全新分子调控图谱:

机制革新:突破膜蛋白研究壁垒,重构天然免疫“刹车”网络
本研究打破以往仅关注泛素化系统调控VISA/MAVS降解的局限,首次揭示线粒体内膜蛋白酶AFG3L2在生理状态下对VISA的组成型降解作用。在药物靶点探寻中,谱度众合的LiP-MS筛选方案发挥了关键作用。针对体外难纯化重组的跨膜复合物AFG3L2,该技术在复杂全细胞裂解液中直接、无偏倚地捕获其为Physalin F的物理结合靶点,并给出了药物保护的多肽片段线索(如aa739-750区域)。后续功能实验证实,Physalin F通过结合AFG3L2的该区域,增强其蛋白酶活性,加速VISA降解,从而阻断过度激活的TBK1/IRF3免疫信号级联。
转化愿景:从天然提取物到高确定性的靶向免疫调控枢纽
该研究将传统药用植物(茄科植物)的活性成分与前沿的线粒体免疫稳态调控网络相连接。借助LiP-MS技术确证的AFG3L2靶点,Physalin F从机制模糊的广谱抗炎天然产物,转变为具有明确分子机制和高选择性靶点的“靶向变构增强剂”。这不仅从分子层面解释了其抑制炎症风暴的机制,更为干预RLR通路异常驱动的自身免疫疾病(如系统性红斑狼疮、Aicardi-Goutières综合征等)及RNA病毒感染引起的致死性炎症,提供了一个极具潜力的全新治疗靶点,极大推动了针对AFG3L2进行创新免疫调节剂开发的临床转化进程。
A1:以往的研究在探讨VISA(MAVS)接头蛋白的负向调控时,主要聚焦于各类E3泛素连接酶(如RNF5、MARCH5等)介导的泛素化-蛋白酶体降解途径。本研究打破了这一固有框架,首次揭示了线粒体内膜的m-AAA蛋白酶AFG3L2在生理基线状态下,就能持续介导定位在外膜的VISA的蛋白水解降解。这一发现填补了线粒体自身微环境如何直接监控并设定天然免疫“触发阈值”的机制空白,阐明了宿主在未感染状态下防止自身炎症“自发激活”的关键生理稳态屏障。
A2: AFG3L2是一个包含797个氨基酸的大型跨膜蛋白,由于其复杂的膜蛋白属性,在体外极难制备高纯度的重组蛋白来进行传统的蛋白-蛋白或小分子-蛋白互作验证。谱度众合的LiP-MS技术发挥了双重关键作用:① 突破表达纯化限制:完全绕过了体外纯化重组跨膜蛋白的死胡同,直接在全细胞裂解液的生理环境中无偏倚地锁定靶蛋白AFG3L2。② 直击氨基酸级结合域:LiP-MS不仅找到了靶点,还直接输出了受到PhysalinF保护的3条具体肽段线索。研究人员据此通过构建截短突变体,最终将药物结合位点精确映射到了aa739-750区域。这对于缺乏结晶结构的复杂膜蛋白靶点确证而言,是极具技术穿透力的。
A3: RNA病毒感染引起的过度免疫,或RLR天然免疫通路的失调,是导致系统性红斑狼疮(SLE)和Aicardi-Goutières综合征(AGS)等严重自身免疫疾病的重要诱因。目前临床上的免疫抑制疗法往往伴随糖尿病、骨质疏松等严重的全身性副作用。本研究证实,Physalin F作为一种天然小分子,能够充当AFG3L2蛋白酶活性的“变构增强剂”。通过变构激活这一线粒体“清道夫”来加速销毁VISA,能从信号源头强效切断下游IFN-β和IL-6等炎症风暴的产生。这为开发特异性更高、副作用更小的小分子免疫抑制剂提供了一个全新且明确的治疗靶点(AFG3L2),极具转化前景。
编者总结
本研究破译了天然植物小分子酸浆苦味素F(Physalin F)抑制RNA病毒诱导过度免疫反应的深层分子机制,取得重要突破:首次证实线粒体内膜m-AAA蛋白酶AFG3L2是调控VISA/MAVS降解的核心“免疫守门员”,为干预致死性炎症风暴和自身免疫失控提供了全新靶向策略。
研究中,谱度众合的LiP-MS药物靶点筛选方案发挥了关键作用。针对AFG3L2这类体外难纯化、易失构象的复杂跨膜蛋白复合物,LiP-MS无需对小分子做化学修饰,可在天然全细胞环境中进行原位盲筛,精准锁定AFG3L2为物理受体,并以肽段级分辨率明确其与酸浆苦味素F的结合位点(aa739-750区域),展现出不可替代的技术优势。
这一技术与传统天然药物挖掘方法的融合,打通了从“小分子活性发现”到“精确分子受体确证”的转化壁垒。依托LiP-MS提供的靶点证据,酸浆苦味素F从机制模糊的广谱天然抗炎剂,转变为机制明确的AFG3L2变构增强剂。该成果不仅为研发高选择性、低副作用的自身免疫疾病靶向药物奠定了转化基础,也凸显了精准靶点确证在新药原创研发中的核心价值。
撰写人:李维丽
审核人:程钰兰
参考文献Gao XN, Shu HB, Li M. Physalin F Promotes AFG3L2-Mediated Degradation of VISA/MAVS to Suppress Innate Immune Response to RNA Virus. Pathogens. 2026;15(1):74. Published 2026 Jan 9. doi:10.3390/pathogens15010074
Gao XN, Shu HB, Li M. Physalin F Promotes AFG3L2-Mediated Degradation of VISA/MAVS to Suppress Innate Immune Response to RNA Virus. Pathogens. 2026;15(1):74. Published 2026 Jan 9. doi:10.3390/pathogens15010074
本文由谱度众合“生物标志物发现与药物靶点筛选平台”(该平台被认定为“国家生物产业基地公共服务平台”)完成蛋白质组学检测及分析工作。

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关键词: 服务案例Pathogens | LiP-MS助力解析酸浆苦味素F靶向抑制RNA病毒过度免疫反应机制
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