打破校史！電子科技大學首篇Cell

2025年2月27日，電子科技大學醫學院、學校附屬醫院·四川省人民醫院鄭慧教授團隊在國際頂尖學術期刊《細胞》（Cell）發表題為"Pyruvate is a natural suppressor of interferon signaling by inducing STAT1 protein pyruvylation"的研究論文。

這是電子科技大學首次以第一作者單位在Cell正刊發表文章，標志著學校在生命科學基礎研究領域取得歷史性突破。

臨床困境：高血糖人群的免疫脆弱性

高血糖人群在面對病毒感染時，往往表現出明顯的免疫劣勢。臨床觀察表明，這類人群不僅更容易受到病毒侵襲，一旦感染，發展為重癥的風險也顯著高于正常血糖人群。這一現象在糖尿病患者的病毒感染防控中尤為突出，但背后的分子機制長期未明。

糖酵解是生物體內最基礎的能量代謝途徑，其終產物丙酮酸（Pyruvate）傳統上被認為主要參與能量供應和物質合成。然而，鄭慧團隊的研究揭示了這一代謝物的全新功能維度。

核心發現：丙酮酸的免疫調節作用

研究團隊通過系統實驗發現，丙酮酸能夠顯著抑制I型干擾素（Type-I Interferon, IFN-I）信號傳導通路。IFN-I是機體抗病毒免疫的第一道防線，通過激活數百個干擾素刺激基因（ISGs）的表達，構建起全面的抗病毒防御網絡。

更為關鍵的是，該研究在國際上首次報道了一種全新的蛋白質翻譯后修飾類型——蛋白丙酮酸化修飾（Protein Pyruvylation）。研究發現，丙酮酸可作為小分子供體，與IFN-I信號通路中的核心轉錄因子STAT1發生共價結合，形成STAT1蛋白丙酮酸化修飾。

分子機制：從代謝到免疫的信號阻斷

STAT1蛋白的丙酮酸化修飾發生在第201位賴氨酸（K201）殘基上。這一修飾位點位于STAT1與STAT2相互作用的關鍵區域，其空間位阻效應直接阻礙了兩者的正常結合。

STAT1-STAT2異源二聚體的形成是啟動IFN-I信號通路的核心環節。丙酮酸化修飾的存在，相當于在關鍵信號節點上安裝了"剎車裝置"，有效阻斷了干擾素信號的級聯傳導，最終導致抗病毒免疫應答的顯著減弱。

研究進一步證實，高糖條件下細胞糖酵解水平上調，丙酮酸生成增加，導致STAT1蛋白丙酮酸化修飾水平顯著升高。這構成了"高血糖-丙酮酸累積-STAT1丙酮酸化-干擾素信號抑制-抗病毒免疫減弱"的完整病理鏈條。

動物實驗：遺傳學證據的確證

為驗證上述機制的生理相關性，研究團隊構建了STAT1 K201R基因敲入小鼠模型。該突變使STAT1蛋白第201位賴氨酸突變為精氨酸，模擬無法發生丙酮酸化修飾的狀態。

實驗結果顯示，與野生型小鼠相比，STAT1 K201R突變小鼠在病毒感染或干擾素刺激下表現出以下特征：

• STAT1-STAT2結合能力增強

• 抗病毒基因表達水平升高

• 病毒載量顯著降低

• 存活率明顯提高

這些結果直接證明，抑制STAT1丙酮酸化修飾能夠有效增強機體的抗病毒免疫防御能力。

臨床驗證：人體樣本的關聯分析

研究團隊還收集了血糖正常與血糖偏高志愿者的外周血單個核細胞（PBMCs）進行比對分析。數據顯示，高血糖個體的PBMCs中：

• 丙酮酸水平顯著升高

• STAT1丙酮酸化修飾水平增加

• STAT1-STAT2相互作用減弱

• 干擾素誘導的抗病毒基因表達受抑

這些指標在人體樣本中呈現的負相關性，強有力地支持了該機制在人類免疫系統中的保守性和臨床相關性。

研究意義與展望

這項研究具有多重科學價值：

基礎科學層面：首次鑒定并系統表征了蛋白丙酮酸化修飾這一新型翻譯后修飾類型，拓展了蛋白質修飾的化學空間。研究團隊還發現，細胞內多種蛋白質均可發生丙酮酸化修飾，表明這是一種廣泛存在的蛋白質調控機制。

臨床轉化層面：為理解糖尿病患者病毒感染易感性增加的分子基礎提供了全新視角，并為改善干擾素療法、開發代謝-免疫聯合干預策略提供了潛在靶點。

公共衛生層面：研究成果有望為增強高血糖人群的日常抗病毒免疫防御力提供新思路，為血糖升高的病毒感染患者防治臨床重癥（如病毒性膿毒癥等）開辟新途徑。

原文鏈接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00110-8