厦大夏宁邵最新综述：疾病病毒皮层蛋白功能

bestar

水痘带状疱疹病毒(VZV)初次感染可引发水痘并可长期潜伏在宿主神经节内, 一旦再激活即可引起带状疱疹. VZV病毒具有疱疹病毒典型结构, 从内向外依次是DNA核心、衣壳、皮层和囊膜. VZV皮层是核衣壳与囊膜之间一层无固定形状的蛋白层. VZV皮层由多种蛋白组成, 但种类和功能仍未全部确定.

近期来自厦门大学生科院的夏宁邵教授研究组综述了目前已发现的VZV皮层蛋白在病毒感染过程中发挥的多种作用, 讨论了VZV皮层蛋白相关的蛋白-蛋白相互作用及其对病毒在SCID-hu人鼠嵌合感染模型中组织趋向性的影响, 这将有助于更好地理解VZV皮层蛋白是如何帮助病毒DNA复制、逃避宿主免疫反应和致病.

水痘带状疱疹病毒(varicella-zoster virus, VZV)属疱疹病毒科α-疱疹病毒亚科, 在儿童初次感染时可引发水痘, 随后病毒可长期潜伏在脊椎背根神经节或颅神经的感觉神经节中, 潜伏的VZV再激活会引发带状疱疹. VZV 感染有可能会引发严重的并发症, 包括脑脊髓炎和眼结膜炎等, 其中最常见的是带状疱疹后遗神经痛, 这是一种剧烈且难以治愈的疼痛, 严重影响病人的生活质量.

VZV 病毒颗粒同其他疱疹病毒科病毒一样, 由DNA核心、衣壳、皮层与囊膜组成, 其中最内层是包含有DNA基因组的核衣壳, 最外层则是来自宿主细胞膜并含有病毒糖蛋白的囊膜, 而两层之间包围着无固定形状的蛋白层—皮层. 疱疹病毒皮层蛋白已被证明在病毒感染过程中发挥多种关键作用, 包括病毒颗粒的细胞内运输、病毒组装与释放、对病毒或宿主基因转录与表达的调控以及病毒免疫逃逸等多方面.

VZV基因组为双链DNA, 长度约125 kb, 至少含有70个可读框(open reading frame, ORFs). 尽管VZV基因组在疱疹病毒科中最小, 但是对于VZV蛋白功能与致病分子机制的研究明显落后于单纯疱疹病毒1型(Herpes simplex virus 1, HSV-1)、伪狂犬病毒(Pseudorabies virus, PRV)等其他疱疹病毒. VZV皮层包含有大量的蛋白, 但是因为VZV的细胞结合性强, 很难获得大量高纯度的完整病毒颗粒用于质谱分析, 以至于VZV皮层蛋白的种类及其在病毒颗粒内含量尚未确定. 目前, 由于VZV与HSV-1的基因组高度同源, VZV 皮层蛋白的种类与功能主要是基于研究相对清楚的HSV-1同源蛋白推测而来.

近年来, 细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome, BAC)技术的发展使人们能更加高效地对VZV基因组进行操作, 大大方便了对VZV基因及其产物功能、病毒与宿主间相互作用关系的研究, 并且有助于抗病毒策略开发和新型VZV疫苗研制等. 另外, SCID-hu人鼠嵌合模型的发展, 克服了因VZV具有高度的种属特异性而缺少动物模型的困难, 因此有助于VZV致病机制的体内实验研究. 目前的研究已经表明, VZV 皮层蛋白同样在VZV感染过程中发挥重要作用, 这篇综述对VZV皮层蛋白功能的研究进展及其对VZV致病分子机制的启示进行了综述.

作者指出，VZV皮层蛋白对VZV感染如此重要, 具有成为VZV抗病毒治疗药物靶点的巨大潜力. 另一方面, 虽然一些VZV皮层蛋白对VZV体外细胞培养并非必需, 但是它们却是VZV体内感染重要的毒力与组织趋向性决定因子, 例如, orf7敲除的VZV在人皮肤和感觉神经元细胞中均有严重的生长缺陷, 将丧失引发水痘及带状疱疹的能力. 目前已投入使用的水痘疫苗或带状疱疹疫苗都是VZV(Oka株)减毒活疫苗, 这些疫苗大致上安全且保护效果良好, 但是VZV疫苗株的减毒机制仍然不清楚. 因此以VZV BAC为基础, 以VZV毒力决定因子为靶点改造病毒, 制备遗传背景清楚且更安全的新一代VZV疫苗将具有非常重大的公共卫生意义.