畜牧兽医学报

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基因名 Gene	登录号 Accession number	引物序列（5'→3'） Primer sequence （5'-3'）	产物/bp Product
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6-磷酸果糖激酶 PFK	XM_021071510.1	F： ACGAGAAGTGCCACGAATAC	189
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乳酸脱氢酶 LDHA	NM_001172363.2	F： CCTGTATGGAGCGGAGTAAATG	93
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柠檬酸合酶 CS	NM_214276.1	F： CAGAAGGAAGTCGGCAAAGA	75
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异柠檬酸脱氢酶 IDH	XM_003135497.4	F： GGAACCGTGTGGCTCTAAA	117
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酮戊二酸脱氢酶 OGDH	XM_021079062.1	F： CCGGAAGCCGTTAATCATCT	190
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甘油醛-3-磷酸脱氢酶 GAPDH	NM_001113445.1	F： GGTCCTGGACACTGACTACTA	64
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分组 Group	葡萄糖含量/（mg·dL^-1） Glucose content	乳酸含量/（mmoL·L^-1） Lactate concentration
对照组 CON group	71.33±3.28	4.68±0.18
PEDV组 PEDV group	87.67±4.33^*	8.91±0.13^**

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分组 Group	组织 Tissue	Ang II含量/（ng·mL^-1） Ang II content	Ang 1-7含量/（ng·mL^-1） Ang 1-7 content
对照组 CON group	十二指肠 Duodenum	1027.50±46.18	950.00±12.70
空肠 Jejunum	890.00±125.57	879.50±43.59
回肠 Ileum	922.50±80.83	533.00±39.88
PEDV组 PEDV group	十二指肠 Duodenum	1775.00±28.87**	401.00±0.58**
空肠 Jejunum	2393.75±15.16**	483.67±5.55**
回肠 Ileum	1921.25±41.14**	272.33±37.08**

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猪流行性腹泻病毒感染诱导的Warburg效应与血管紧张素转换酶2的表达呈负相关关系

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陈雪清 , 马畅 , 王公民 , 王换换 , 张源淑

畜牧兽医学报 | 基础兽医 2026,57(3): 1661-1672

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畜牧兽医学报 |基础兽医 2026 , 57 (3) : 1661 -1672

猪流行性腹泻病毒感染诱导的Warburg效应与血管紧张素转换酶2的表达呈负相关关系

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陈雪清，硕士，主要从事动物营养和肠道健康的研究，E-mail： chenxueqing1225@163.com

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陈雪清, 马畅, 王公民, 王换换, 张源淑

作者信息

南京农业大学农业部动物生理生化重点开放实验室，南京 210095

通讯作者:

张源淑，主要从事动物营养和肠道健康的研究，E-mail： zhangyuanshu@njau.edu.cn

作者简介:

陈雪清，硕士，主要从事动物营养和肠道健康的研究，E-mail： chenxueqing1225@163.com

The Negative Correlation was Observed between the Porcine Epidemic Diarrhea Virus Induced Warburg Effect and the Expression of Angiotensin-Converting Enzyme 2

Xueqing CHEN, Chang MA, Gongmin WANG, Huanhuan WANG, Yuanshu ZHANG

Affiliations

Key Laboratory of Animal Physiology and Biochemistry，Ministry of Agriculture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China

Corresponding Author:

ZHANG Yuanshu， E-mail： zhangyuanshu@njau.edu.cn

出版时间: 2026-03-23 doi: 10.11843/j.issn.0366-6964.2026.03.041

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摘要

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目前，病毒感染对宿主代谢的重塑已在多种病毒中得到研究，猪流行性腹泻病毒（PEDV）作为一种猪肠道致病性冠状病毒，其与宿主代谢系统之间的相互作用尚未见报道。有研究表明血管紧张素转化酶2（ACE2）参与机体病理生理状态下的糖代谢调控，且在抗PEDV感染中发挥作用。作者拟探究PEDV感染对仔猪肠道葡萄糖代谢的调节作用以及ACE2在其中的可能作用，明确ACE2、PEDV感染与仔猪肠道葡萄糖代谢的相互关系。本试验以健康及PED仔猪为研究对象，通过收集血液，分离截取十二指肠、空肠和回肠组织样品，进行如下试验：1）检测小肠各段组织中PEDV M基因及N基因和蛋白表达；2）血液中葡萄糖和乳酸等含量的检测；Western blot检测葡萄糖转运载体SGLT-1和GLUT-2蛋白表达变化；3）RT-qPCR检测小肠各段组织中糖酵解及TCA循环途径关键酶的基因转录变化；4）ELISA和Western blot分析小肠各段组织中Ang1-7、AngII的含量及ACE2、MasR的蛋白表达；5）Spearman法分析ACE2与PEDV感染及糖代谢相关酶表达变化间的相关性。结果表明：1）腹泻仔猪空肠组织中存在M基因表达，在500~600 bp之间出现了预期的阳性条带；PEDV-N蛋白在仔猪十二指肠、空肠和回肠组织中均有表达，以空肠组织中表达最高（P<0.01）；2）与正常健康组相比，PEDV感染仔猪血液中葡萄糖（P<0.05）和乳酸（P<0.01）含量显著或极显著升高；PEDV感染显著或极显著上调了十二指肠和空肠组织中SGLT-1和GLUT-2的蛋白表达（P<0.05&P<0.01）；3）PEDV感染仔猪小肠组织中糖酵解关键酶HK2、PFK、PKM和LDHA基因转录水平显著升高（P<0.01），而TCA循环途径关键酶CS、OGDH、IDH的基因转录水平显著降低（P<0.05 & P<0.01）；4）PEDV感染仔猪小肠组织中ACE2和MasR蛋白表达极显著下调（P<0.01）；Ang1-7含量极显著降低（P<0.01），AngII含量极显著升高（P<0.01）；5）PEDV感染与仔猪小肠组织中的SGLT-1、GLUT-2、HK2、PKM、PFK均呈正相关关，与ACE2-Ang1-7-MasR轴呈负相关关系。结果提示：PEDV感染肠道组织中糖酵解途径被激活，TCA循环途径被抑制，同时弱化了ACE2介导的ACE2-Ang1-7-MasR通路。表现出以葡萄糖摄入和乳酸生成增加为特征的Warburg效应，且PEDV感染诱导的仔猪肠道葡萄糖代谢重塑与ACE2的表达呈负相关关系。

关键词

血管紧张素转换酶2 / 猪流行性腹泻病毒 / Warburg效应 / 葡萄糖转运蛋白

Abstract

收起

At present， the remodeling of host metabolism by viral infection has been studied in a variety of viruses. As a porcine intestinal pathogenic coronavirus， the interaction between porcine epidemic diarrhea virus （PEDV） and host metabolic system has not been reported. Studies have shown that angiotensin-converting enzyme 2 （ACE2） is involved in the regulation of glucose metabolism in the pathophysiological state of the body and plays a role in anti-PEDV infection. In order to explore the regulatory effect of PEDV infection on intestinal glucose metabolism in piglets and the possible role of ACE2， the relationship between ACE2， PEDV infection and intestinal glucose metabolism in piglets was clarified. In this experiment， healthy and PED piglets were used as the research objects. By collecting blood， duodenum， jejunum and ileum tissue samples were isolated and intercepted for the following experiments： 1） The expression of PEDV M gene and N gene and protein in each segment of small intestine was detected. 2） Detection of glucose and lactic acid in blood； western blot was used to detect the expression of glucose transporter SGLT-1 and GLUT-2 protein. 3） RT-qPCR was used to detect the gene transcription of key enzymes in glycolysis and TCA cycle pathway in each intestinal segment； 4） ELISA and Western blot were used to analyze the content of Ang1-7， AngII and the protein expression of ACE2 and MasR in each intestinal segment； 5） Spearman method was used to analyze the correlation between ACE2 and PEDV infection and glucose metabolism-related enzyme expression changes.The results showed that ： 1） There was M gene expression in the jejunum tissue of diarrhea piglets， and a positive band appeared at about 552 bp. PEDV-N protein was expressed in duodenum， jejunum and ileum of piglets， with the highest expression in jejunum （P<0.01）. 2） Compared with the normal healthy group， the contents of glucose （P<0.05） and lactic acid （P<0.01） in the blood of PEDV-infected piglets were significantly or extremely significantly increased； the protein expressions of SGLT-1 and GLUT-2 in duodenum and jejunum were significantly or extremely significantly up-regulated （P<0.05 & P<0.01）. 3） The results demonstrated that the transcriptional levels of key glycolytic enzymes （HK2， PFK， PKM， and LDHA） were markedly elevated （P<0.01） in the small intestinal tissues of PEDV-infected piglets， whereas those of key TCA cycle enzymes （CS， OGDH， and IDH） were significantly suppressed （P<0.05 & P<0.01）.； 4） In the small intestinal tissues of PEDV-infected piglets， the protein expressions of ACE2 and MasR were significantly down-regulated （P<0.01）. In conjunction with these changes， the level of Ang1-7 was markedly decreased （P<0.01）， whereas that of AngII was considerably increased （P<0.01）； 5） PEDV infection was positively correlated with SGLT-1， GLUT-2， HK2， PKM and PFK in the small intestine of piglets， and negatively correlated with ACE2-Ang1-7-MasR axis. The results suggest that PEDV infection in intestinal tissues activates glycolysis and suppresses the TCA cycle， concomitant with a weakened ACE2-mediated ACE2-Ang1-7-MasR pathway. This metabolic rewiring manifests as a Warburg effect， characterized by increased glucose uptake and lactate production. Furthermore， this PEDV-induced remodeling of intestinal glucose metabolism is negatively correlated with ACE2 expression.

Key words

angiotensin converting enzyme2 / porcine epidemic diarrhea virus / Warburg effect / glucose transporters

引用本文

陈雪清, 马畅, 王公民, 王换换, 张源淑. 猪流行性腹泻病毒感染诱导的Warburg效应与血管紧张素转换酶2的表达呈负相关关系. 畜牧兽医学报, 2026 , 57 (3) : 1661 -1672 . DOI: 10.11843/j.issn.0366-6964.2026.03.041

Xueqing CHEN, Chang MA, Gongmin WANG, Huanhuan WANG, Yuanshu ZHANG. The Negative Correlation was Observed between the Porcine Epidemic Diarrhea Virus Induced Warburg Effect and the Expression of Angiotensin-Converting Enzyme 2[J]. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 2026 , 57 (3) : 1661 -1672 . DOI: 10.11843/j.issn.0366-6964.2026.03.041

正文

收起

猪流行性腹泻病毒（porcine epidemic diarrhea virus，PEDV）属于冠状病毒科α冠状病毒属，是一种常见的肠道致病性冠状病毒^［1］。在猪体内，PEDV首先在小肠上皮细胞中增殖，最终导致整个小肠的感染。被感染的肠道细胞受损会导致细胞功能障碍和相关酶活性的降低或丧失^［2⁃3］。由于酶失活导致的物质代谢的变化及营养吸收受损可导致渗透性腹泻、脱水和死亡，给养猪业造成了巨大的经济损失^［2］。

PEDV的靶器官是小肠，其复制主要在猪小肠上皮细胞中^［4］。而病毒作为专性细胞内寄生生物，没有自己的新陈代谢，其复制完全依赖于宿主细胞代谢网络提供的能量和生物合成前体^［5⁃7］。为了满足复制需求，病毒进化出了不同的机制来重新编程和利用宿主细胞的新陈代谢，为自身的复制和传播建立最佳环境^［5］。目前，病毒感染对宿主代谢的改变已有研究，特别是在冠状病毒领域取得一些进展，如Codo等^［8］研究发现SARS-CoV-2感染单核细胞，其糖酵解途径被激活，且其在单核细胞中的复制可以被己糖激酶抑制剂抑制。另有研究证实，SARS-CoV-2可以诱导并利用Warburg效应促进自身复制^［9］。但Su等^［10］研究发现猪丁型冠状病毒（porcine deltacoronavirus，PDCoV）感染诱导猪回肠上皮细胞（IPI-21）糖酵解通量降低，表现出以丙酮酸积累为特征的非Warburg效应。由上看出，不同病毒对宿主代谢的调节方式有所不同。确定病毒如何改变宿主细胞的代谢将有助于更深入地了解病毒的复制需求，并可能为抗病毒感染提供靶点。

血管紧张素转化酶2（angiotensin-converting enzyme 2，ACE2）是肾素-血管紧张素系统（RAS）中的关键调节因子，在动物体内分布广泛，已证实在猪十二指肠、空肠、回肠和结肠等组织中均有表达^{［11⁃12］}。ACE2主要通过降解AngII，介导Ang（1- 7）-MasR通路发挥抗炎、抗损伤等多种生物学功能^{［12⁃14］}。近些年的研究发现ACE2与葡萄糖代谢密切相关，并参与调控疾病过程中葡萄糖的代谢过程，以保护机体免受葡萄糖代谢异常的影响^［15］。早在2012年，Wong等^［16］研究发现ACE2可以通过下调肠上皮细胞中SGLT1和GLUT-2的表达，预防糖尿病大鼠模型中的高血糖；而添加MasR或ACE2抑制剂则可导致葡萄糖摄取增加。2023年Dong等^［17］研究发现ACE2是糖酵解的负调节因子，可以负向调节Warburg效应并通过降低ROS-HIF1α活性抑制肿瘤细胞的生长。因此，ACE2在葡萄糖的吸收和代谢过程中均发挥重要作用，显示出巨大的研究潜力，但在PEDV病毒感染中相关的研究尚未见报道。

本研究拟以健康和感染PEDV的仔猪为研究对象，采用分子生物学等多种实验技术，通过探究PEDV感染仔猪小肠组织糖代谢各途径以及ACE2等的表达变化，明确PEDV感染与肠道葡萄糖代谢以及ACE2三者之间的关系，为ACE2-冠状病毒-物质代谢间的相互关系及感染机制等方面的进一步研究提供资料。

1　材料与方法

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1.1　试验材料

1.1.1　主要试剂和仪器

血管紧张素转化酶2（ACE2）、微管蛋白（Tubulin）抗体购自艾比玛特医药科技公司；PEDV-N蛋白抗体购自美国Medgenel公司；GLUT-2抗体购自上海埃必威生物科技有限公司；SGLT-1抗体购自武汉华美生物工程有限公司；MasR抗体购自英国Abcam公司；血管紧张素II（Ang II）、血管紧张素1-7（Ang1-7）ELISA试剂盒购自上海恒远生物科技有限公司；Trizol试剂、一步法逆转录试剂盒、RT-PCR试剂盒和SuperStar Universal SYBR Master Mix预混型qPCR试剂盒均购自康为世纪生物科技股份有限公司等。

M-900生物过程生化分析仪（西尔曼科技有限公司）；Tecan Spark多功能酶标仪（Tecan公司，瑞士）；RT-qPCR仪（罗氏LightCycler96，美国）；Tanon-3900 全自动化学发光图像分析系统（Tanon 科技有限公司，中国上海）等。

1.1.2　试验动物及样品采集

本试验所用PEDV感染样品均由南京农业大学传染病组提供。选择PEDV检测结果呈阳性的3头雌性仔猪的血液、十二指肠、空肠和回肠组织样品，以日龄相近的3头健康雌性仔猪相同组织作为正常对照。

1.2　方法

1.2.1　健康及PED仔猪血液中葡萄糖及乳酸含量检测

分别取健康仔猪和PED仔猪的血液样本各500 μL，并立即置于西尔曼（M-900）生物过程生化分析仪中，本机采用固定化酶膜生物传感器，以及离子选择性电极对待测样品浓度进行检测。葡萄糖的浓度单位为：mmoL·L^-1；乳酸浓度单位为：mmoL·L^-1。

1.2.2　肠道组织中PEDV M基因的RT-PCR及N蛋白的RT-qPCR和Western blot鉴定

1.2.2.1　肠道组织总RNA的提取及逆转录：分别称取正常及PED仔猪小肠各段组织，每段约100 mg，置于含预冷的Trizol试剂的离心管中彻底匀浆。Trizol一步法提取肠道组织的总RNA，酶标仪测定总RNA的浓度。选择A260/A280在1.8~2.0以及A260/A230在2.0~2.5之间的RNA样品，并根据测得的总RNA浓度，用DEPC水将浓度统一至500 ng·mL^-1，一步法将RNA逆转录成cDNA。

1.2.2.2　引物设计：根据NCBI GenBank 中公布的PEDV-M、PEDV-N基因序列，使用引物设计软件Premier 5设计上述基因引物（见表1），由南京擎科生物科技有限公司合成。

1.2.2.3　M蛋白基因的PCR扩增及琼脂糖凝胶电泳鉴定：根据Super RT One Step RT-PCR Kit试剂盒说明书，采用一步法对PEDV-M基因进行PCR扩增，PCR扩增体系为：2×SuperRT One Step Buffer 12.5 μL、Super RT One Step Enzyme Mix 0.5 μL、PEDV M基因上下游引物各1 μL、RNA模板1 μL，加入无酶水9 μL，总反应体系体积为25 μL。PCR扩增反应条件：95 ℃预变性2 min、94 ℃变性30 s、60 ℃退火30 s、72 ℃延伸30 s、72 ℃终延伸5 min，共30个循环。

配制1%琼脂糖凝胶并依次加入Marker、PCR扩增产物和阳性对照，100 V恒压电泳30~40 min后观察条带结果。

1.2.2.4　肠道组织中PEDV N蛋白基因的qPCR鉴定：采用荧光定量PCR SYBR Green 染料对PEDV的N基因进行相对定量分析。反应体系为：2×SuperStar Universal SYBR Master Mix 10 μL、上下游引物各0.4 μL、cDNA 2 μL及ddH₂O 7.2 μL，总反应体系体积为20 μL。反应程序为：95 ℃预变性30 s、95 ℃变性10 s、60 ℃延伸15 s，共40个循环，溶解过程为95 ℃ 15 s、60 ℃ 1 min、95℃ 1 s。每个样品设3个重复。反应结束后以GAPDH为内参基因，使用 2^-ΔΔ^Ct 法计算目的基因的相对表达量。

1.2.2.5 肠道组织中PEDV N蛋白的Western blot检测：分别称取健康和PED仔猪各段小肠组织各100 mg，加入含预冷RIPA裂解液的离心管中充分匀浆，取上清液。BCA试剂盒检测蛋白浓度并按照所测最低浓度统一各蛋白浓度，100 ℃下水浴10 min。蛋白样品进行SDS-PAGE电泳（120 V，90 min），湿法转印至PVDF膜上（1.5 mA·cm^-2、90 min），5%脱脂奶粉液中封闭，TBST洗涤。一抗PEDV-N蛋白（1∶500）和Tubulin（1∶10 000）4 ℃下孵育过夜。TBST洗涤，HRP标记的山羊抗兔或鼠IgG二抗（1∶100 000）室温孵育。TBST洗涤，滴加ECL发光液并用全自动发光成像系统显影、拍照并保存。最后使用ImageJ软件检测目的蛋白条带灰度值，以Tubulin灰度值为内参，目标蛋白灰度值与其相比得到相对表达量。

1.2.3　仔猪小肠组织GLUT-2及SGLT-1蛋白的Western blot检测

具体操作同“1.2.2.5”。其中GLUT-2一抗稀释比为1∶1 000，SGLT-1的稀释比为1∶800。

1.2.4　仔猪小肠组织中糖代谢通路相关酶基因表达的RT-qPCR检测

具体操作步骤同“1.2.2”，其中糖代谢通路相关酶基因引物序列见表2。由南京擎科生物科技有限公司合成。

1.2.5　小肠各段组织中Ang1-7、Ang II含量及ACE2、MasR蛋白表达的检测

1.2.5.1　小肠各段组织中Ang1-7、Ang II含量的检测：ELISA法检测PED仔猪和健康仔猪十二指肠、空肠和回肠组织中Ang II和Ang1-7的含量。按ELISA试剂盒说明书进行。以空白孔调零，检测各孔样品OD₄₅₀，绘制标准曲线，根据标准曲线方程计算各样本Ang II和Ang1-7的浓度（单位：ng·mL^-1）并进行分析。

1.2.5.2　小肠各段组织中ACE2和MasR蛋白表达的检测：具体操作同“1.2.2.5”。其中，ACE2一抗稀释倍比为1∶1 500，MasR的稀释倍比为1∶15 000。

1.2.6　数据统计与分析

试验所有数据通过软件IBM SPSS statistics 26进行单因素方差分析和独立样本检验分析处理，试验结果均以平均值±标准误（x±s_x ）来表示。*，P<0.05表示差异显著；**，P<0.01表示差异极显著；采用GraphPad Prism 10.0软件绘制图表。

2　结果

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2.1　PEDV的PCR鉴定及在仔猪各肠段组织中的表达分布

结果如图1A所示，与对照组相比（泳道2），腹泻仔猪肠道组织样品在500~600 bp之间出现预期大小的阳性条带（泳道1），与泳道3阳性对照组（PEDV-M基因片段，552 bp）结果一致。表明腹泻仔猪肠道有PEDV存在。

N蛋白在PEDV感染的所有阶段都高度表达，因此本试验检测了小肠各段中PEDV-N蛋白和mRNA的表达进一步探究PEDV在小肠各段的分布情况，结果如图1B、C所示，PEDV N蛋白在仔猪十二指肠、空肠、回肠组织中均有分布，空肠中表达最高。

2.2　PEDV感染对仔猪血液葡萄糖和乳酸含量的影响

结果如表3所示，与健康仔猪相比，PED仔猪血浆葡萄糖含量显著升高（P<0.05），乳酸含量极显著升高（P<0.01）。表明PEDV感染后仔猪小肠对葡萄糖的摄取增加，且糖酵解产物乳酸含量增加。提示：PEDV感染仔猪肠道糖酵解途径可能被激活。

2.3　PEDV感染对仔猪小肠组织中葡萄糖转运载体表达的影响

结果如图2所示，与健康仔猪相比，PED仔猪十二指肠与空肠组织内SGLT-1和GLUT-2的表达量均极显著上调（P<0.01）；回肠组织中SGLT-1表达显著上调（P<0.05），GLUT-2表达极显著上调（P<0.05）。结果表明PEDV感染会上调仔猪肠道葡萄糖转运载体的表达。

2.4　PEDV感染对仔猪小肠组织中糖酵解相关酶基因转录的影响

结果如图3所示。与健康仔猪相比，PED仔猪的十二指肠、空肠、回肠组织中HK2、PKM及LDHA的转录均极显著上调（P<0.01），PFK基因转录在十二指肠显著下调（P<0.05），而在空肠和回肠中极显著上调（P<0.01）。上述结果表明，PEDV感染诱导糖酵解途径处于激活状态与其关键酶转录上调有关。

2.5　PEDV感染对仔猪小肠组织中TCA循环相关酶基因转录的影响

结果如图4所示，与健康仔猪相比，PED仔猪的肠道组织中柠檬酸合酶（CS）转录在十二指肠中无显著变化，在空肠和回肠中极显著下调（P<0.01）；而酮戊二酸脱氢酶（OGDH）和异柠檬酸脱氢酶（IDH）基因转录水平在十二指肠、空肠和回肠中均显著或极显著下调（P<0.05 & P<0.01）。上述结果表明，PEDV感染可能抑制了TCA循环途径。

2.6　仔猪各肠段组织中RAS相关组分含量或蛋白的表达变化

2.6.1　仔猪小肠组织中AngII和Ang1-7含量的检测结果

AngII和Ang1-7是RAS系统的重要成员。检测结果见表4。与健康仔猪相比，PED仔猪十二指肠、空肠和回肠组织中Ang1-7的含量均极显著降低（P<0.01），而AngII的含量均极显著升高（P<0.01）。提示：PEDV感染导致Ang II/Ang1-7失衡。

2.6.2　肠道组织中ACE2和MasR蛋白表达的检测结果

结果如图5所示。与健康仔猪相比，PEDV感染导致仔猪十二指肠、空肠和回肠组织中ACE2和MasR蛋白的表达均极显著下调（P<0.01）。

综合Ang II和Ang1-7的测定结果，表明PEDV感染弱化了ACE2介导的ACE2-Ang1-7-MasR通路，导致AngII在肠道中积累。

2.7　PEDV感染与肠道ACE2-Ang1-7-MasR通路、葡萄糖转运蛋白及糖酵解关键酶蛋白表达的相关性分析

采用Spearman法对仔猪小肠各段组织中PEDV-N、GLUT-2、SGLT-1、糖酵解途径关键酶以及ACE2-Ang1-7-MasR通路各组分的表达变化进行相关性分析，结果如图6所示（彩图见OSID开放科学数据与内容，图中蓝色表示负相关，红色表示正相关，颜色深浅表示相关性的强弱变化）。

PEDV感染与仔猪小肠组织中的SGLT-1、GLUT-2、HK2、PKM、PFK均呈正相关关系，与ACE2-Ang1-7-MasR轴呈负相关关系；SGLT-1、GLUT-2与ACE2呈负相关关系，相关系数为-0.66和-0.75。此外，ACE2与HK2、PKM、PFK均呈负相关关系，相关系数-0.94、-0.66和-0.66。以上结果提示：PEDV感染后能促进葡萄糖摄取，正向调节糖酵解过程，且此调节过程与ACE2-Ang1-7-MasR通路抑制密切相关。

3　讨论

收起

PEDV可以感染所有年龄段的猪，且死亡率高，其中哺乳仔猪的死亡率几乎可以达到100%^［18］。PEDV感染的靶器官是肠道，且对猪肠道的感染具有明显的组织趋向性。在哺乳仔猪急性PEDV感染期，其十二指肠感染程度低，主要感染的是空肠和回肠^［4，18］。M蛋白在PEDV囊膜中占比成分最高，在病毒组装过程中与S蛋白和N蛋白相互作用，构成了病毒包膜的整体支架，且M基因的遗传变异性较低^{［19⁃20］}。因此，常被作为病原鉴定的指标。本试验对获得的PED仔猪空肠组织样品M基因的表达进行了检测，在500~600 bp之间出现了预期的阳性条带，与阳性对照结果一致，确定所得腹泻仔猪样品确为PEDV感染。PEDV的N蛋白主要存在于细胞质中，在其感染的所有阶段都高度表达，反映了PEDV感染的复制水平，是PEDV感染检测的重要指标^［21］。本试验结果发现PEDV-N蛋白在仔猪十二指肠、空肠、回肠组织中均有表达，且以空肠中表达最高，十二指肠中表达较低，按照PEDV感染的组织趋向性推测可能腹泻仔猪处于PEDV急性感染期。

病毒感染宿主细胞后往往会通过重塑其代谢途径为其复制提供生物合成前体和快速的能量供应。糖酵解途径生成ATP的速率比氧化磷酸化（OXPHOS）合成ATP的速率更快，且其中间代谢产物是病毒核酸合成的重要前体，因此大多数病毒感染会通过激活有氧糖酵解（即Warburg效应）来促进其增殖^［22］。Warburg 效应是指即使在氧气充足的情况下也优先通过糖酵解而非线粒体氧化磷酸化快速分解葡萄糖，产生乳酸并释放少量ATP，其主要特征是葡萄糖摄取和乳酸分泌的增加^［23］。作者的试验结果表明PEDV感染仔猪血液中葡萄糖水平和乳酸含量均显著升高，符合Warburg效应的特征。表明PEDV感染可能增强了有氧糖酵解途径，即发生了Warburg效应。

葡萄糖是糖酵解的底物也是机体重要的可吸收能源物质，调节葡萄糖的摄取是病毒调节糖酵解的有效策略^［14］。大量研究表明病毒可以通过增加葡萄糖的摄取和信号传导途径来调节糖酵解代谢，促进自身复制。然而由于葡萄糖是非极性的大分子物质，不能通过简单的扩散作用穿过细胞膜。因此，需要借助细胞膜上的转运载体来摄取葡萄糖^［24］。2008年，Wang等^［25］发现腺病毒感染人骨骼肌细胞后，病毒可以通过Ras激活的PI3K通路上调葡萄糖转运蛋白GLUT1和GLUT4的表达，进而增强葡萄糖的摄入。2015年Fontain等^［26］发现登革热病毒（DENV）感染的人包皮成纤维细胞中，GLUT1表达显著上调。本试验结果显示PEDV感染显著上调仔猪十二指肠、空肠和回肠组织中SGLT-1及GLUT-2表达。结合血液中葡萄糖含量增高的检测结果，表明PEDV感染可能通过上调葡萄糖转运载体的表达促进了葡萄糖的肠道摄取或吸收。

葡萄糖摄取和乳酸生成增加常伴随着糖酵解途径激活，可能与途径中的关键酶HK2、PFK、PKM和LDHA有关。有研究发现丙型肝炎病毒非结构蛋白5A通过激活HK2上调了葡萄糖的吸收和乳酸的生成^［27］；1型单纯疱疹病毒（herpes simplex virus type 1，SHV-1）可以通过与PFK-1结合来激活糖酵解途径^［28］。本试验通过检测糖酵解途径关键酶HK2、PKM、PFK及LDHA基因转录，发现PEDV感染组糖酵解关键酶转录均显著上调，与以上的研究结果一致。即PEDV感染通过诱导葡萄糖摄入增加，同时上调糖酵解途径关键酶表达，激活了有氧糖酵解途径。糖酵解和TCA循环是机体产能的重要途径，PEDV感染激活糖酵解途径促进乳酸生成是否会影响TCA循环途径呢？为了进一步探究TCA循环途径在PEDV感染中的变化，本试验检测了TCA循环途径中的关键酶的基因转录，发现PEDV感染抑制了TCA循环通量。与人类的冠状病毒类似^［8］，PEDV感染会诱导宿主细胞代谢重塑，表现为葡萄糖摄取增加，有氧糖酵解途径激活，乳酸生成增加而TCA循环通量降低。

那么，PEDV感染诱导宿主细胞代谢重塑的具体机制如何呢？有研究显示ACE2介导的ACE2-Ang1-7-MasR通路参与调节糖的代谢过程。在体外研究中发现Ang1-7激活MasR可减少糖尿病小鼠空肠的葡萄糖吸收；相比之下，使用MasR或ACE2活性的药物阻断可以导致葡萄糖摄取增加^［16］。Prasad等^［29］研究发现，ACE2基因过表达可以通过激活 Ang1-7/MasR降低肠道转运蛋白SGLT-1和GLUT-2的表达以调节葡萄糖稳态。而本试验结果显示，PEDV感染会显著下调小肠各段组织中ACE2的表达。与本研究结果一致，Li等^［30］研究发现PEDV-N可以抑制293T细胞或IPEC-J2细胞中猪ACE2启动子的活性，可以激活肾素-血管紧张素系统并上调AngII含量。此外，ACE2与大多数蛋白类似也需要通过泛素化来调节其丰度^［31］。在人类冠状病毒的研究中发现SARS-CoV-2感染中存在ACE2泛素化，并确定E3连接酶Skp2和UBR4是重要的调节因子，且抑制去泛素酶UCHL1可通过调节ACE2泛素化来调节SARS-CoV-2病毒感染^{［32⁃33］}。因此，PEDV感染可能通过调控ACE2的转录和泛素化降解下调其表达。此外，进一步研究结果表明，PEDV感染仔猪小肠组织中AngII水平异常升高，且ACE介导的Ang1-7/MasR通路被抑制。通过Spearman法进行相关性分析发现，ACE2表达与葡萄糖转运蛋白（SGLT-1/GLUT-2）、糖酵解酶（HK2/PKM等）呈负相关关系。提示ACE2介导的Ang1-7/MasR通路可能参与了PEDV感染诱导的葡萄糖吸收调控及糖的代谢过程，但ACE2是否直接调控这些代谢过程尚需进一步验证。

综上所述，PEDV感染可以重塑宿主细胞葡萄糖代谢途径促进自身复制。其中糖酵解途径增强、TCA循环通量降低，表现出以葡萄糖摄入和乳酸生成增加为特征的Warburg效应。而这种“Warburg”样代谢变化与ACE2的表达呈负相关关系。

4　结论

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本研究通过对PEDV感染仔猪肠道组织的分析，发现PEDV感染能重塑宿主的葡萄糖代谢过程。具体表现：1）激活糖酵解途径：血液葡萄糖及乳酸水平升高，葡萄糖转运蛋白及糖酵解关键酶表达上调；2）抑制三羧酸循环：TCA循环关键酶的基因表达显著下调；3）ACE2-Ang1-7-MasR轴功能受损，且PEDV感染诱导的糖代谢变化与ACE2通路呈负相关关系。结果表明PEDV感染诱导仔猪肠道组织发生以葡萄糖摄取增强和乳酸堆积为特征的Warburg效应，从而重塑葡萄糖代谢，可能为病毒复制提供有利的细胞内环境。而ACE2介导的Ang1-7/MasR通路可能参与了PEDV感染诱导的葡萄糖吸收调控及糖的代谢过程。本研究揭示了PEDV感染与宿主肠道葡萄糖代谢及ACE2通路之间的关联，为深入理解PEDV致病机制及探索其代谢干预靶点提供了理论依据。

基金

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国家自然科学基金(31972640)

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

[1]

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2026年第57卷第3期

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doi: 10.11843/j.issn.0366-6964.2026.03.041

接收时间：2025-04-19
首发时间：2026-09-16
出版时间：2026-03-23

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出版历史

收稿日期：2025-04-19

基金

国家自然科学基金(31972640)

作者信息

南京农业大学农业部动物生理生化重点开放实验室，南京 210095

通讯作者:

张源淑，主要从事动物营养和肠道健康的研究，E-mail： zhangyuanshu@njau.edu.cn

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

基因名 Gene	基因序列号 Accession No.	引物序列（5'→3'） Primer sequence （5'-3'）	产物 Product/bp
PEDV-M	AF353511.1	F： TTCCCGTTGATGAGGTGAT	552
R： AAGCATTGACTGAACGACC
PEDV-N	AF353511.1	F： CTATGCTCAGATCGCCAGT	275
R： GTAGATGGCCTCTTCATGCT

基因名

Gene

基因序列号

Accession No.

引物序列（5'→3'）

Primer sequence （5'-3'）

产物

Product/bp

PEDV-M

AF353511.1

F： TTCCCGTTGATGAGGTGAT

552

R： AAGCATTGACTGAACGACC

PEDV-N

AF353511.1

F： CTATGCTCAGATCGCCAGT

275

R： GTAGATGGCCTCTTCATGCT

基因名 Gene	登录号 Accession number	引物序列（5'→3'） Primer sequence （5'-3'）	产物/bp Product
己糖激酶2 HK2	NM_001122987.1	F： GAGGAGGATGAAGGTGGAAATG	277
R： CTGGACGATGTGGTCAAAGAG
丙酮酸激酶 PKM	XM_021099115.1	F： CTCAGCATCTTCTCACCCATC	162
R： GTAGCCAAACACCTCCACTT
6-磷酸果糖激酶 PFK	XM_021071510.1	F： ACGAGAAGTGCCACGAATAC	189
R： GGAGGAGTACAGGTTGTAGAGA
乳酸脱氢酶 LDHA	NM_001172363.2	F： CCTGTATGGAGCGGAGTAAATG	93
R： CGCTTTCCAGTGTTCCTTATCT
柠檬酸合酶 CS	NM_214276.1	F： CAGAAGGAAGTCGGCAAAGA	75
R： CCGTCCTGAGTTGAGTGTATTC
异柠檬酸脱氢酶 IDH	XM_003135497.4	F： GGAACCGTGTGGCTCTAAA	117
R： AGTGGATGACGTTGGCATAG
酮戊二酸脱氢酶 OGDH	XM_021079062.1	F： CCGGAAGCCGTTAATCATCT	190
R： GGTGAGGTCGTAGTACACTTTG
甘油醛-3-磷酸脱氢酶 GAPDH	NM_001113445.1	F： GGTCCTGGACACTGACTACTA	64
R： GGTGACTGGGAACTGCTTTAT

基因名

Gene

登录号

Accession number

引物序列（5'→3'）

Primer sequence （5'-3'）

产物/bp

Product

己糖激酶2

HK2

NM_001122987.1

F： GAGGAGGATGAAGGTGGAAATG

277

R： CTGGACGATGTGGTCAAAGAG

丙酮酸激酶

PKM

XM_021099115.1

F： CTCAGCATCTTCTCACCCATC

162

R： GTAGCCAAACACCTCCACTT

6-磷酸果糖激酶

PFK

XM_021071510.1

F： ACGAGAAGTGCCACGAATAC

189

R： GGAGGAGTACAGGTTGTAGAGA

乳酸脱氢酶

LDHA

NM_001172363.2

F： CCTGTATGGAGCGGAGTAAATG

R： CGCTTTCCAGTGTTCCTTATCT

柠檬酸合酶

NM_214276.1

F： CAGAAGGAAGTCGGCAAAGA

R： CCGTCCTGAGTTGAGTGTATTC

异柠檬酸脱氢酶

IDH

XM_003135497.4

F： GGAACCGTGTGGCTCTAAA

117

R： AGTGGATGACGTTGGCATAG

酮戊二酸脱氢酶

OGDH

XM_021079062.1

F： CCGGAAGCCGTTAATCATCT

190

R： GGTGAGGTCGTAGTACACTTTG

甘油醛-3-磷酸脱氢酶

GAPDH

NM_001113445.1

F： GGTCCTGGACACTGACTACTA

R： GGTGACTGGGAACTGCTTTAT

分组 Group	葡萄糖含量/（mg·dL^-1） Glucose content	乳酸含量/（mmoL·L^-1） Lactate concentration
对照组 CON group	71.33±3.28	4.68±0.18
PEDV组 PEDV group	87.67±4.33^*	8.91±0.13^**

分组

Group

葡萄糖含量/（mg·dL^-1）

Glucose content

乳酸含量/（mmoL·L^-1）

Lactate concentration

对照组 CON group

71.33±3.28

4.68±0.18

PEDV组 PEDV group

87.67±4.33^*

8.91±0.13^**

分组 Group	组织 Tissue	Ang II含量/（ng·mL^-1） Ang II content	Ang 1-7含量/（ng·mL^-1） Ang 1-7 content
对照组 CON group	十二指肠 Duodenum	1027.50±46.18	950.00±12.70
空肠 Jejunum	890.00±125.57	879.50±43.59
回肠 Ileum	922.50±80.83	533.00±39.88
PEDV组 PEDV group	十二指肠 Duodenum	1775.00±28.87**	401.00±0.58**
空肠 Jejunum	2393.75±15.16**	483.67±5.55**
回肠 Ileum	1921.25±41.14**	272.33±37.08**

分组

Group

组织

Tissue

Ang II含量/（ng·mL^-1）

Ang II content

Ang 1-7含量/（ng·mL^-1）

Ang 1-7 content

对照组

CON group

十二指肠 Duodenum

1027.50±46.18

950.00±12.70

空肠 Jejunum

890.00±125.57

879.50±43.59

回肠 Ileum

922.50±80.83

533.00±39.88

PEDV组

PEDV group

十二指肠 Duodenum

1775.00±28.87**

401.00±0.58**

空肠 Jejunum

2393.75±15.16**

483.67±5.55**

回肠 Ileum

1921.25±41.14**

272.33±37.08**