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背景:单纯疱疹病毒（Herpes Simplex Virus,HSV）不仅可以感染皮肤浅表部位,引起诸如角膜炎、生殖器疱疹等疾病,亦能到达中枢神经系统（Central Nervous System,CNS）引起脑实质的炎症,导致颞叶和额叶的结构和功能异常。其中由1型单纯疱疹病毒（Herpes Simplex Virus type 1,HSV-1）引起的成人散发性脑炎,由2型在分娩时垂直传播引起的新生儿脑炎,两者均造成严重的颅内损伤或并发症,即使单纯疱疹病毒的急性感染得以治愈,临床表现亦遗留有显著的认知障碍。近来研究发现,病毒潜伏状态的持续性存在也会诱发一些神经退行性疾病,尤其是阿尔兹海默症（Alzheimer’s disease,AD）。众所周知,淀粉样蛋白（Amyloid protein）可导致大脑神经变性,是阿尔兹海默症的重要致病因素和病理表现。但实际上这种蛋白也具有抗微生物肽效应,能够帮助人类中枢神经系统抵御外源性病毒的入侵。因此,AD病原学假说认为,外源性病毒可能诱导人类中枢神经系统产生淀粉样蛋白,从而诱发AD。为了验证这一假说,本研究拟使用人类诱导分化多功能干细胞分化而来的神经祖细胞及神经元,在二维和三维两个层面建立多种培养体系,诱导1型单纯疱疹病毒对其进行感染并模拟潜伏状态的发生,进一步观察淀粉样蛋白的产生和沉积过程的变化。拟解决的科学问题包括:1)作为神经系统发育早期的主要组成成分,神经祖细胞对1型单纯疱疹病毒是否易感;2)1型单纯疱疹病毒能否在神经祖细胞中进入潜伏状态并持续存在;3)病毒对于淀粉样蛋白的产生和沉积是否有正向的影响。通过解决上述问题,本研究期待能够进一步阐明阿尔茨海默症的发病机制,为其病原学假说提供新的证据。目的:1)探究人类中枢神经系统对1型单纯疱疹病毒的易感性以及以药物诱导病毒进入潜伏状态的可能性;2)比较二维和三维模型在应对单纯疱疹病毒感染时的差异,寻找最优培养模型和最适感染程度;3)比较传统标准药物（阿昔洛韦）和新鸡尾酒疗法（溴夫定+干扰素α）诱导病毒从急性感染期进入潜伏状态的效果;4)探究在不同的受病毒感染的细胞培养体系中,淀粉样蛋白的发生和沉积方式。同时,观察病毒反复从潜伏状态中激活对细胞培养体系所带来的影响。方法:1)应用人多功能诱导干细胞分化培养的神经祖细胞以及神经元,建立传统二维平面细胞培养体系、三维神经祖细胞球体,以及复杂的脑（皮质）类器官。2)利用上述不同模型探究单纯疱疹病毒在人类中枢神经系统体外细胞培养体系中感染的模式。通过比较感染后细胞形态学的改变、病毒复制量的高低、细胞迁移功能,探索不同模型对急性病毒感染的承受能力、感染后果,以及病毒感染可能对神经功能产生何种影响。3)通过使用传统抗疱疹病毒药物阿昔洛韦以及新型鸡尾酒疗法,探究在不同模型中,单纯疱疹病毒是否能够进入潜伏状态或类似潜伏状态。4)通过石蜡切片染色和冰冻切片染色,检测在不同模型及不同感染方式下细胞中淀粉样蛋白的沉积位置与沉积量。结果:1)无药物干预下的直接感染结果显示:与二维模型相比,同等感染剂量下的三维模型中指示感染的荧光基因表达延迟,提示病毒复制被减缓,并且,仅在最高感染复数（Multiplicity of Infection,MOI）时,神经球的结构完整性才会有所丧失;2)不同药物处理下的急性感染结果显示:当暴露于阿昔洛韦时,二维培养体系中的神经祖细胞的感染率显著降低（p＜0.05）但即使是在最低感染复数,即0.001下感染也无法被完全抑制;复合鸡尾酒疗法则能够完全抑制MOI=0.001时二维和三维状态中的病毒感染。3)细胞迁移实验结果显示:三维神经球体模型中,绿色荧光蛋白（Enhanced green fluorescent protein,EGFP）与红色荧光蛋白（Red fluorescent protein,RFP）双阳性所指示的球体即感染球体中细胞迁移的距离平均在250微米以下,显著低于双阴性球体,即未感染球体中的细胞迁移均值（1.1毫米）。4)免疫组织化学结果显示:在二维模型中,无论有无鸡尾酒疗法的诱导存在,感染细胞的胞质内细胞核周边淀粉样蛋白信号都强于未感染细胞,且此信号随着感染程度的降低而逐渐减少;三维类器官模型的感染阳性细胞中淀粉样蛋白表达的频率和强度都远低于二维模型,且不同于二维模型的是:淀粉样蛋白信号主要位于感染阳性细胞附近、极早期感染细胞多肽阴性细胞的细胞核与核之间而不是在感染细胞的胞质内。结论:1)体外培养的二维及三维神经细胞培养体系对单纯疱疹病毒均易感,病毒可能通过影响神经祖细胞的迁移从而进一步影响中枢神经系统的功能。2)单纯疱疹病毒不仅能够在二维和三维两种体系中产生有效的急性感染,而且能够在抗病毒药物的诱导下进入潜伏状态并能够重新被激活。在三维模型中,合并使用鸡尾酒疗法时更容易诱导这种类似潜伏的状态。3)单纯疱疹病毒在急性感染期会诱导淀粉样蛋白在二维与三维模型中沉积,处于潜伏期的病毒的持续存在加速了斑块的形成,这可能是促进阿尔兹海默症发展的病原学因素。4)在三维模型中细胞间接触与沟通更为有效,故可能更适合后续探究淀粉样蛋白的发生与功能相关的研究。图27幅,参考文献122篇