牛免疫缺陷病毒(BIV)属于反转录病毒科慢病毒属,与人免疫缺陷病毒(HIV)在形态学和遗传学方面具有很高的同源性。BIV是一种非致癌病毒,在感染的牛群体内,诱发中枢系统损伤和白细胞增生；在体外培养细胞中,诱导合胞体的产生。与其他慢病毒相同,BIV感染细胞后将自身RNA基因组反转录成为DNA,并以原病毒形式整合到宿主染色体。病毒是细胞的严格寄生物,必须借助宿主细胞的机制完成自身的各种生命活动。在感染早期,病毒颗粒需要从细胞边缘移动到细胞核附近进而完成复制。通过劫持马达蛋白沿着微管运动,是病毒运输的普遍机制。作为细胞的通道,微管是平行排列的αβ微管蛋白二聚体构成的管状结构,两端具有极性。在非极性细胞中,微管正极指向细胞膜,负极指向微管组织中心。病毒从细胞边缘到细胞核的运动是向微管负极的运输,称为反向运输,常需要动力蛋白(dynein)的参与；病毒从细胞核周到细胞边缘的运动是向微管正极的运输,称为正向运输,需要驱动蛋白的参与。病毒蛋白与马达蛋白亚基的相互作用被认为是病毒运输的关键。BIV在细胞质内的运输一直是未知的,而HIV-1运输的分子机制也尚不清楚。本文利用指示细胞的方法检测微管药物对BIV感染的影响,发现BIV在nocodazole处理过的细胞中的感染性显著下降,nocodazole对BIV感染的抑制作用发生在感染早期并且具有剂量依赖性。通过微管组分分离实验和对微管蛋白乙酰化的检测,发现BIV感染可以促进微管的聚合与稳定。为了进一步确定微管是否参与BIV的运输,通过免疫荧光显微镜观察了病毒颗粒在不同感染时期的亚细胞定位。感染后2小时,BIV病毒颗粒几乎都位于细胞边缘,感染8小时后移动到细胞核附近。而在nocodazole处理的细胞中,大部分病毒颗粒在感染后8小时仍定位于细胞边缘。对病毒颗粒的定量分析显示,与正常细胞相比,nocodazole使细胞核区病毒颗粒数目明显下降。此外,在免疫荧光显微镜和电镜下,我们观察到正在运输的病毒颗粒定位在微管上。这些结果证明BIV的反向运输依赖于微管。利用过表达Dynamitin使dynein功能受损的方法,检测了dynein是否参与BIV的生活周期。在Dynamitin过表达的细胞中,BIV的感染性显著下降。进一步免疫荧光实验证明了BIV感染性的下降是由于病毒颗粒反向运输受阻造成的。这些结果证明dynein是介导BIV反向运输的马达蛋白。利用酵母双杂交筛选,我们发现BIV衣壳蛋白CA与dynein轻链亚基LC8存在相互作用；通过GST-pulldown、CBP-pulldown和Co-IP实验,证明CA在体内、体外和病毒感染条件下均可以与LC8相互作用。在CA蛋白中,LC8结合区位于CA蛋白N端结构域。向细胞内转染短发夹RNA可以下调LC8的表达。BIV在LC8受损的细胞中感染性显著下降。在免疫荧光显微镜下,这些细胞中BIV的反向运输被阻断。微管组分分离实验显示,在BIV感染早期,正常细胞中CA蛋白主要存在于微管组分中,而在LC8受损细胞中CA蛋白多存在于细胞浆中。进一步的Co-IP实验证明CA可以通过LC8结合到dynein复合物上,这一结果与荧光显微镜下观察到运输中的病毒颗粒与GFP标记的dynein复合物具有共定位的现象相一致。此外,过转染CA可以有效抑制BIV的感染,这可能是由于过剩的CA蛋白与病毒竞争性结合LC8导致的。以上结果证明LC8是BIV运输中连接病毒颗粒与微管的关键因子。本文首次描述了微管依赖性的BIV反向运输,并阐明了BIV运输的分子机制,丰富了人们对BIV生活周期的认识。通过BIV运输分子基础的揭示,对HIV乃至整个反转录病毒的相关研究具有重要的借鉴意义。所有慢病毒的研究都是以攻克艾滋病为最终目标的,我们从病毒反向运输这个角度,发现了一些在整合之前即可将病毒感染阻断的方法,为抗慢病毒药物的设计提供了新思路。