葡萄糖是促进细胞代谢活动的主要营养素。 通过葡萄糖转运蛋白吸收后，葡萄糖流经三个主要的葡萄糖代谢途径：糖酵解，磷酸戊糖途径（PPP）和己糖胺生物合成途径（HBP）。这些代谢途径具有不同的目的地和功能。一些实验研究和临床试验表明，细胞因子风暴与广泛的组织损伤和严重流感的不良预后直接相关。然而，对促进细胞因子风暴的机制或为什么某些个体对病毒表现出过分反应而导致住院或死亡的程度了解甚少。
2020年4月15日，武汉大学刘实团队（湖南农业大学为第一单位）在Science Advances 在线发表题为“O-GlcNAc transferase promotes influenza A virus–induced cytokine storm by targeting interferon regulatory factor–5”的研究论文，该研究证明了在A型流感病毒（IAV）引起的细胞因子风暴中，己糖胺生物合成途径（HBP）相关的O连接的β-N-乙酰氨基葡萄糖（O-GlcNAc）信号传导的基本功能。O-GlcNAc转移酶（OGT）是蛋白质O-GlcNAcy酰化的关键酶，介导IAV诱导的细胞因子产生。该研究确定IAV诱导OGT与干扰素调节因子5（IRF5）结合，从而导致IRF5在丝氨酸430上的O-GlcNAcylation。K63连接的IRF5泛素化和随后的细胞因子产生需要IRF5的O-GlcNAcylation。临床样本分析表明，IRF5被O-GlcNAcy酰化，IAV感染患者中较高的促炎细胞因子水平与较高的血糖水平相关。
总而言之，该研究确定了一种分子机制，在IAV感染期间HBP介导的O-GlcNAcylation调节IRF5功能，突出了IAV诱导的细胞因子风暴中葡萄糖代谢的重要性。
葡萄糖是促进细胞代谢活动的主要营养素。通过葡萄糖转运蛋白吸收后，葡萄糖流经三个主要的葡萄糖代谢途径：糖酵解，磷酸戊糖途径（PPP）和己糖胺生物合成途径（HBP）。这些代谢途径具有不同的目的地和功能。与糖酵解和PPP相比，一小部分葡萄糖通过HBP代谢，生成终产物尿苷二磷酸N-乙酰氨基葡萄糖（UDP-GlcNAc）。
O-连接的β-N-乙酰氨基葡萄糖（O-GlcNAc）转移酶（OGT）介导UDP-GlcNAc向目标蛋白的丝氨酸（S）或苏氨酸（T）残基的转移，称为蛋白O-GlcNAcylation。相反，O-GlcNAcase（OGA）去除其修饰。由于OGT和OGA，O-GlcNAcylation是一个高度动态的过程。O-GlcNAcylation在许多关键的细胞过程中起着重要作用，包括转录，翻译，核转运，蛋白质稳定性和蛋白质-蛋白质相互作用。O-GlcNAcylation通过OGT相关的染色质修饰复合物调节转录，并直接修饰转录因子，例如核因子κB（NF-κB）以及信号转导和转录激活因子3（STAT3）。
甲型流感病毒（IAV）是一种具有高度传染性的单链RNA病毒，已在全球范围内产生严重影响。IAV通过内吞作用感染上呼吸道和下呼吸道。感染后，机体会识别某些病毒成分，进而促进下游细胞和体液反应，包括“细胞因子风暴”。流感引起的细胞因子风暴与激进的促炎反应和对消炎反应的控制不足有关。一些实验研究和临床试验表明，细胞因子风暴与广泛的组织损伤和严重流感的不良预后直接相关。然而，对促进细胞因子风暴的机制或为什么某些个体对病毒表现出过分反应而导致住院或死亡的程度了解甚少。
最近已证明，重新编程细胞代谢活动在免疫系统激活和过度炎症中起关键作用。一个广泛接受的概念是免疫细胞生理学中嵌入的是代谢途径和代谢产物，它们不仅为生长和存活提供能量和底物，而且还直接影响效应子的功能，分化和基因表达。以前的研究报道，免疫细胞中葡萄糖的摄取和利用增加，是急性炎症的标志性特征。然而，在IAV诱导的细胞因子风暴中OGT的总体作用仍然未知。最近报道说，
IAV通过干扰素（IFN）调节因子5（IRF5）诱导细胞因子风暴。在这项研究中，研究人员们发现OGT的基因缺失在体内和体外显著削弱了IAV诱导的细胞因子风暴。此外，研究人员表征了IAV诱导的S430上OGT介导的IRF5 O-GlcNAcy酰化是IRF5泛素化和激活炎症细胞因子表达的关键机制。总之，该研究发现证明了IAV感染导致葡萄糖代谢重新编程为HBP途径，增强O-GlcNAc信号传导和通过靶向IRF5促进炎性细胞因子表达的机制。
参考消息：
https://advances.sciencemag.org/content/6/16/eaaz7086
