NDV感染通过ATM–Chk2 DDR通路诱导DNA损伤
研究发现，新城疫病毒(NDV)感染会导致鸡成纤维细胞DF-1出现明显的DNA损伤。通过碱性彗星实验可以观察到，与未感染或经紫外线灭活的NDV(UV-NDV)处理的细胞相比，感染NDV的细胞其DNA拖尾显著增加，表明DNA双链断裂。重要的是，这种DNA损伤反应依赖于病毒的活跃复制，因为UV-NDV无法诱导同样的效应。进一步通过逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)分析发现，NDV感染后，多种与ATM信号通路相关的DNA损伤反应基因，如ATM、RAD50、MRE11、RNF168、H2AX和Chk2的表达显著上调，而ATR通路相关基因的表达变化有限。值得注意的是，参与同源重组修复(HRR)的关键基因BRCA1的表达却出现下调，而复制蛋白A(RPA)的表达上调，这提示NDV可能选择性地调控DDR组分来为自己创造一个有利的复制环境。
ATM–Chk2通路是NDV高效增殖的关键
为了探究DDR通路在NDV感染中的作用，研究人员使用了ATM激酶特异性抑制剂KU55933和ATR激酶抑制剂VE-821。细胞活力检测(CCK-8)表明，在测试浓度下这两种抑制剂对DF-1细胞均无明显毒性。然而，预处理KU55933（而非VE-821）能够以剂量依赖的方式显著抑制NDV的增殖，表现为NDV M基因表达水平和病毒滴度的下降。同时，KU55933预处理也减轻了NDV感染诱导的DNA损伤以及下游效应基因p53和p21的表达上调，这直接证明了ATM激酶的活性对NDV的有效复制至关重要。
此外，Chk2作为ATM通路下游的关键效应激酶，在DNA损伤信号传导中扮演核心角色。通过小干扰RNA(siRNA)敲低Chk2的表达后，NDV的子代病毒产量和M基因表达均显著降低。这一结果明确证实Chk2是NDV复制所必需的宿主因子，进一步确立了ATM–Chk2轴在促进NDV复制中的核心地位。
NDV感染诱导G1期细胞周期阻滞
许多病毒会操纵宿主细胞周期以优化自身复制。本研究发现，NDV感染显著改变了细胞周期分布。通过碘化丙啶(PI)染色和流式细胞术分析显示，感染NDV的细胞中处于G1期的比例明显增加，而处于S期的细胞比例减少，表明NDV感染诱导了G1期细胞周期阻滞。有趣的是，使用ATM抑制剂KU55933预处理可以显著缓解这种阻滞。G1期是细胞转录和翻译活动旺盛的阶段，NDV诱导的G1期阻滞可能旨在将细胞维持在有利于病毒基因表达和蛋白合成的状态，从而延长其复制窗口期。1期细胞周期阻滞。">
ATM信号通路调节宿主固有免疫与NDV复制
DNA损伤反应通路与宿主抗病毒免疫系统之间存在复杂的串扰。研究通过分析ATM抑制对免疫相关基因表达的影响，探索了ATM在NDV感染免疫调节中的作用。结果显示，在未感染的DF-1细胞中，抑制ATM会导致白细胞介素-6(IL-6)表达下降，同时刺激干扰素基因(STING)和干扰素-α(IFN-α)表达上调。在NDV感染的背景下，ATM抑制剂处理显著抑制了病毒诱导的促炎细胞因子IL-6和IL-1的表达，同时进一步增强了STING、干扰素调节因子7(IRF-7)和IFN-α的表达。这表明ATM抑制不仅限制了NDV的复制，还通过抑制促炎反应和增强干扰素信号通路来调节宿主的免疫应答。NDV可能通过激活ATM信号来抑制宿主的固有免疫反应，从而为自身复制创造有利条件。
讨论与总结
该研究系统阐明了新城疫病毒(NDV)如何利用宿主细胞的DNA损伤反应(DDR)通路，特别是ATM–Chk2信号轴，来促进自身复制的分子机制。与DNA病毒不同，关于RNA病毒与DDR相互作用的研究相对有限。本研究表明，NDV的活跃复制能诱导宿主DNA损伤，并优先激活ATM通路及其下游效应因子Chk2。通过药理学抑制ATM或基因沉默Chk2，都能有效抑制NDV的复制。机制上，NDV可能通过ATM–Chk2通路诱导G1期细胞周期阻滞，将细胞“冻结”在转录和翻译活跃的阶段，从而掠夺宿主资源。同时，NDV还可能通过该通路调节宿主的固有免疫反应，抑制促炎因子并影响干扰素通路，以逃逸免疫清除。
这一发现不仅增进了我们对NDV致病机制的理解，也为开发针对NDV及其他RNA病毒的新型抗病毒策略提供了潜在的靶点。未来研究可进一步探索Chk2与NDV蛋白之间的直接相互作用，以及不同毒力NDV毒株在利用DDR通路上是否存在差异。
