2026年3月25日,由中国农业科学院哈尔滨兽医研究所 翁长江研究员团队在Cell Death & Differentiation》杂志上发表一篇题为E3 ubiquitin ligase Stub1 enhances viral replication by promoting TBK1 degradation through molecular chaperone-mediated autophagy”的文章,阐述STUB1通过TBK1调控天然免疫的机制研究。

在细胞与动物模型中,过表达 Stub1 显著抑制 VSV、HSV‑1 感染及相关刺激物诱导的 IFN‑β 产生、启动子活化与 IRF3 磷酸化,Stub1 敲除则明显提升 IFN‑β 生成与 IRF3 磷酸化水平,Stub1 可通过抑制 Ⅰ 型干扰素生成促进病毒复制,且不影响 IFN 诱导的 ISG56 启动子活性,髓系特异性 Stub1 敲除小鼠的巨噬细胞在病毒感染后 Ⅰ 型干扰素与干扰素刺激基因表达显著升高、病毒复制受抑,该效应依赖 Ⅰ 型干扰素信号,且 Stub1 仅选择性调控 TRIF‑TBK1‑IRF3 轴,不影响 MyD88‑NF‑κB 通路。

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Stub1 可显著抑制 RIG‑I、MDA5、MAVS、TBK1、cGAS+STING 介导的 IFN‑β启动子活性,但对 IKKε 与 IRF3‑5D 无调控作用。而Stub1 敲除后仅 TBK1 上游分子诱导的 IFN‑β 启动子活性上升,确定 TBK1 为关键靶点。通过免疫共沉淀、GST pull‑down、双分子荧光互补与免疫荧光实验证明 Stub1 与 TBK1 在体外和细胞内存在直接相互作用,病毒感染可增强二者内源性结合,溶酶体抑制剂 CQ 可进一步促进结合,二者在细胞质中共定位,敲低 TBK1 可完全消除 Stub1 对 IFN‑β 的抑制作用,Stub1 通过自身 U‑box 结构域结合 TBK1 的 ULD 结构域发挥功能。

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过表达 Stub1 显著降低 TBK1 蛋白水平、不影响其 mRNA 水平并缩短蛋白半衰期,Stub1 敲除可稳定病毒感染状态下的 TBK1 蛋白并减慢降解速率,Stub1 对 TBK1 的降解依赖其 E3 泛素连接酶活性与分子伴侣结合能力,催化失活突变体无法介导降解,降解途径实验显示蛋白酶体抑制剂与巨自噬抑制剂均无法阻断该过程,仅溶酶体抑制剂 CQ 可抑制,且在 ATG5、ATG7、Beclin1 敲除细胞中 Stub1 仍可降解 TBK1,证明 TBK1 经溶酶体途径降解且不依赖经典巨自噬。

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Stub1 特异性催化 TBK1 发生 K27 位连接的多聚泛素化,对其他泛素链类型无作用,体外泛素化实验证实 Stub1 是 TBK1 的特异性 E3 泛素连接酶,酶活性缺失则泛素化作用消失,TBK1 的 ULD 结构域中 K344 位点是 Stub1 介导 K27 泛素化的关键位点,该位点突变后 Stub1 无法对 TBK1 进行泛素化、结合与降解,也无法抑制 TBK1 介导的干扰素生成,病毒感染后 TBK1 的磷酸化与 K27 泛素化同步上升,提示磷酸化可能促进泛素化修饰发生。

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TBK1 的 KFDKQ 基序是介导其经 CMA 降解的核心基序,突变该基序可阻断 Stub1 介导的 TBK1 降解,HSC70 可特异性结合 TBK1,Stub1 显著增强二者相互作用,HSC70 仅识别 K27 泛素化的 TBK1 而不识别 K48 泛素化形式,HSC70 敲除或特异性抑制剂处理均可阻断 TBK1 降解,HSC70 敲除不影响 Stub1 与 TBK1 的结合,但会削弱 TBK1 向溶酶体的转运与定位,证实 HSC70 是 TBK1 经 CMA 降解的必需分子。

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Stub1、HSC70、LAMP2A 可形成复合物协同促进 TBK1 降解,TBK1 与 LAMP2A 在溶酶体内存在相互作用且 Stub1 可增强该结合,LAMP2A 是 Stub1 介导 TBK1 降解的必需分子,LAMP2A 敲除后 Stub1 完全无法降解 TBK1,回补 LAMP2A 可恢复降解能力,CQ 处理使 TBK1 在溶酶体中大量富集且该过程依赖 LAMP2A,LAMP2A 功能阻断后 TBK1 无法进入溶酶体,Stub1 介导的 TBK1 泛素化是其转运至溶酶体的必要前提。

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髓系特异性 Stub1 敲除小鼠感染 VSV、HSV‑1 后存活率显著高于野生型小鼠、死亡率明显降低,缺陷小鼠血清中 IFN‑β、IL‑6 水平显著升高,脑部与肺部组织 Ifnb1 mRNA 表达明显上调,同时脑内 HSV‑1、肺内 VSV 的基因组拷贝数与病毒滴度显著降低,脑部和肺部的炎症细胞浸润、组织病理损伤程度均轻于野生型小鼠,炎症评分更低,整体抗病毒应答能力显著增强。

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综上,本研究首次完整阐明 Stub1 通过 K27 位连接的多聚泛素化介导 TBK1 经 CMA 降解的分子机制。该发现不仅拓展对 TBK1 翻译后调控网络的认知,揭示 CMA 在天然免疫信号转导中的新功能,也为病毒感染与宿主免疫稳态平衡提供新视角。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疗潜力,是值得深入探索的方向,具体机制图如下:

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文章来源: https://doi.org/10.1038/s41418-026-01716-7