活细胞内的交联：破解流感劫持人类的新视角
每年，甲型流感感染全球300万至500万人，致死人数高达65万。数十年来，病毒学家一直使用分子生物学的标准工具包研究病毒如何劫持人类细胞：破开细胞、提取蛋白质、进行检测。但这种方法的问题在于，它恰恰摧毁了病毒所利用的细胞结构。
由EMBL汉堡实验室、莱布尼茨分子药理学研究所（FMP）柏林和柏林夏里特医院研究人员领导的团队，近日发布了首张在完整感染细胞内捕捉到的甲型流感与人类蛋白质之间直接接触的大规模图谱。该研究发表于《自然·微生物学》（DOI：10.1038/s41564-026-02416-1），揭示了传统方法遗漏的病毒策略，并为以前所未有的分辨率研究H5N1等大流行潜力毒株打开了方法论之门。
破碎细胞的问题
病毒感染细胞时，并非简单地将蛋白质倾倒进均匀的”汤”中。病毒蛋白会穿越特定的细胞区室，，内质网、细胞核、高尔基体，，并在精确的空间和时间序列中与宿主蛋白相互作用。破开细胞会使这些区室坍塌，将一座结构井然的城市变为一堆瓦砾。从未处于同一”房间”的蛋白质可能形成虚假接触，而真实但瞬时的相互作用则消失无踪。
研究团队采用了一种名为”细胞内交联质谱法”（XL-MS）的技术来解决这一问题。该技术由FMP柏林开发，并针对病毒感染细胞进行了专门改造。其原理是添加一种化学交联剂，这种交联剂能渗透活细胞，并将相距仅几埃的任何两个蛋白质共价键合。随后通过质谱鉴定交联对，从而在完整的细胞环境中捕捉固定瞬间”谁在接触谁”的快照。
“XL-MS使我们能够直接在感染的完整细胞内捕获蛋白质-蛋白质相互作用，同时提供结构信息，”柏林夏里特医院的Boris Bogdanow说。
研究团队随后将这些实验性交联约束输入改进版的AlphaFold（蛋白质结构预测AI），以模拟病毒与宿主蛋白在接触位点如何结合。
两种病毒策略曝光
这张图谱揭示了两种在传统检测中不可见的具体劫持机制。
第一种涉及血凝素，，流感用来进入细胞的刺突蛋白。研究人员追踪了血凝素在宿主细胞内部处理网络中的轨迹，发现病毒劫持了多种人类蛋白质（其中一些功能此前未知），以折叠和化学修饰刺突蛋白，确保其功能性。没有这种宿主辅助的折叠，病毒就无法产生感染性颗粒。
第二个发现更为引人注目。研究团队观察到，副斑（paraspeckles），，细胞核内参与应激反应和抗病毒基因调控的小液滴状区室，，在甲型流感感染期间会溶解。这释放出一批RNA结合蛋白，病毒可能劫持它们来支持自身复制。
“看到这些细胞核内的微小细胞器在我们测试的每一个细胞系和每一种流感毒株中持续溶解，我们明白这不是副作用，而可能是一种策略，”第一作者、现就职于苏黎世联邦理工学院的Iuliia Kotova说。
副斑的溶解可能对病毒具有双重作用：窃取有助于复制的蛋白质，同时削弱细胞建立抗病毒防御的能力。
具有大流行应用潜力的方法
尽管该研究使用的是实验室适应型流感毒株，但真正的突破在于方法学本身。该方法可应用于任何病毒的任何感染阶段，包括具有大流行潜力的毒株，如H5N1禽流感，，该病毒已在哺乳动物中广泛传播，引发对其适应人类的担忧。
“这项研究为将该方法应用于具有大流行潜力的病毒（如H5N1）奠定了基础，”Bogdanow说。
该方法还解决了结构病毒学中一个长期存在的问题：许多最重要的宿主-病原体相互作用具有瞬时性、弱亲和性或区室特异性，传统方法无法检测。细胞内XL-MS之所以能捕捉到它们，恰恰因为它不要求蛋白质稳定到足以经受细胞裂解。
这张图谱现已作为领域资源开放使用。它不仅是相互作用的目录，更证明了研究病毒感染的方式，，在完整细胞内部进行，，从根本上改变了我们所能看到的东西。
参考文献：Kotova et al., “Mapping in-cell protein contact sites reveals hijacking of paraspeckles during influenza A virus infection,” Nature Microbiology (2026). DOI: 10.1038/s41564-026-02416-1.
婷 翻译