Cell Death Differ | E3 泛素連接酶 Stub1 通過分子伴侶介導(dǎo)的自噬促進(jìn) TBK1 降解以增強(qiáng)病毒復(fù)制

2026年3月25日，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所 翁長江研究員團(tuán)隊(duì)在《Cell Death & Differentiation》雜志上發(fā)表一篇題為“E3 ubiquitin ligase Stub1 enhances viral replication by promoting TBK1 degradation through molecular chaperone-mediated autophagy”的文章，闡述STUB1通過TBK1調(diào)控天然免疫的機(jī)制研究。

在細(xì)胞與動(dòng)物模型中，過表達(dá) Stub1 顯著抑制 VSV、HSV?1 感染及相關(guān)刺激物誘導(dǎo)的 IFN?β 產(chǎn)生、啟動(dòng)子活化與 IRF3 磷酸化，Stub1 敲除則明顯提升 IFN?β 生成與 IRF3 磷酸化水平，Stub1 可通過抑制 Ⅰ 型干擾素生成促進(jìn)病毒復(fù)制，且不影響 IFN 誘導(dǎo)的 ISG56 啟動(dòng)子活性，髓系特異性 Stub1 敲除小鼠的巨噬細(xì)胞在病毒感染后 Ⅰ 型干擾素與干擾素刺激基因表達(dá)顯著升高、病毒復(fù)制受抑，該效應(yīng)依賴 Ⅰ 型干擾素信號(hào)，且 Stub1 僅選擇性調(diào)控 TRIF?TBK1?IRF3 軸，不影響 MyD88?NF?κB 通路。

Stub1 可顯著抑制 RIG?I、MDA5、MAVS、TBK1、cGAS+STING 介導(dǎo)的 IFN?β啟動(dòng)子活性，但對 IKKε 與 IRF3?5D 無調(diào)控作用。而Stub1 敲除后僅 TBK1 上游分子誘導(dǎo)的 IFN?β 啟動(dòng)子活性上升，確定 TBK1 為關(guān)鍵靶點(diǎn)。通過免疫共沉淀、GST pull?down、雙分子熒光互補(bǔ)與免疫熒光實(shí)驗(yàn)證明 Stub1 與 TBK1 在體外和細(xì)胞內(nèi)存在直接相互作用，病毒感染可增強(qiáng)二者內(nèi)源性結(jié)合，溶酶體抑制劑 CQ 可進(jìn)一步促進(jìn)結(jié)合，二者在細(xì)胞質(zhì)中共定位，敲低 TBK1 可完全消除 Stub1 對 IFN?β 的抑制作用，Stub1 通過自身 U?box 結(jié)構(gòu)域結(jié)合 TBK1 的 ULD 結(jié)構(gòu)域發(fā)揮功能。

過表達(dá) Stub1 顯著降低 TBK1 蛋白水平、不影響其 mRNA 水平并縮短蛋白半衰期，Stub1 敲除可穩(wěn)定病毒感染狀態(tài)下的 TBK1 蛋白并減慢降解速率，Stub1 對 TBK1 的降解依賴其 E3 泛素連接酶活性與分子伴侶結(jié)合能力，催化失活突變體無法介導(dǎo)降解，降解途徑實(shí)驗(yàn)顯示蛋白酶體抑制劑與巨自噬抑制劑均無法阻斷該過程，僅溶酶體抑制劑 CQ 可抑制，且在 ATG5、ATG7、Beclin1 敲除細(xì)胞中 Stub1 仍可降解 TBK1，證明 TBK1 經(jīng)溶酶體途徑降解且不依賴經(jīng)典巨自噬。

Stub1 特異性催化 TBK1 發(fā)生 K27 位連接的多聚泛素化，對其他泛素鏈類型無作用，體外泛素化實(shí)驗(yàn)證實(shí) Stub1 是 TBK1 的特異性 E3 泛素連接酶，酶活性缺失則泛素化作用消失，TBK1 的 ULD 結(jié)構(gòu)域中 K344 位點(diǎn)是 Stub1 介導(dǎo) K27 泛素化的關(guān)鍵位點(diǎn)，該位點(diǎn)突變后 Stub1 無法對 TBK1 進(jìn)行泛素化、結(jié)合與降解，也無法抑制 TBK1 介導(dǎo)的干擾素生成，病毒感染后 TBK1 的磷酸化與 K27 泛素化同步上升，提示磷酸化可能促進(jìn)泛素化修飾發(fā)生。

TBK1 的 KFDKQ 基序是介導(dǎo)其經(jīng) CMA 降解的核心基序，突變該基序可阻斷 Stub1 介導(dǎo)的 TBK1 降解，HSC70 可特異性結(jié)合 TBK1，Stub1 顯著增強(qiáng)二者相互作用，HSC70 僅識(shí)別 K27 泛素化的 TBK1 而不識(shí)別 K48 泛素化形式，HSC70 敲除或特異性抑制劑處理均可阻斷 TBK1 降解，HSC70 敲除不影響 Stub1 與 TBK1 的結(jié)合，但會(huì)削弱 TBK1 向溶酶體的轉(zhuǎn)運(yùn)與定位，證實(shí) HSC70 是 TBK1 經(jīng) CMA 降解的必需分子。

Stub1、HSC70、LAMP2A 可形成復(fù)合物協(xié)同促進(jìn) TBK1 降解，TBK1 與 LAMP2A 在溶酶體內(nèi)存在相互作用且 Stub1 可增強(qiáng)該結(jié)合，LAMP2A 是 Stub1 介導(dǎo) TBK1 降解的必需分子，LAMP2A 敲除后 Stub1 完全無法降解 TBK1，回補(bǔ) LAMP2A 可恢復(fù)降解能力，CQ 處理使 TBK1 在溶酶體中大量富集且該過程依賴 LAMP2A，LAMP2A 功能阻斷后 TBK1 無法進(jìn)入溶酶體，Stub1 介導(dǎo)的 TBK1 泛素化是其轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體的必要前提。

髓系特異性 Stub1 敲除小鼠感染 VSV、HSV?1 后存活率顯著高于野生型小鼠、死亡率明顯降低，缺陷小鼠血清中 IFN?β、IL?6 水平顯著升高，腦部與肺部組織 Ifnb1 mRNA 表達(dá)明顯上調(diào)，同時(shí)腦內(nèi) HSV?1、肺內(nèi) VSV 的基因組拷貝數(shù)與病毒滴度顯著降低，腦部和肺部的炎癥細(xì)胞浸潤、組織病理損傷程度均輕于野生型小鼠，炎癥評分更低，整體抗病毒應(yīng)答能力顯著增強(qiáng)。

綜上，本研究首次完整闡明 Stub1 通過 K27 位連接的多聚泛素化介導(dǎo) TBK1 經(jīng) CMA 降解的分子機(jī)制。該發(fā)現(xiàn)不僅拓展對 TBK1 翻譯后調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知，揭示 CMA 在天然免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的新功能，也為病毒感染與宿主免疫穩(wěn)態(tài)平衡提供新視角。靶向 Stub1?TBK1 相互作用在自身免疫病、慢性病毒感染中的作用及治療潛力，是值得深入探索的方向，具體機(jī)制圖如下：

文章來源： https://doi.org/10.1038/s41418-026-01716-7