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汉坦病毒(Hantavirus)属于布尼亚病毒科,是一种有包膜的单股负链RNA病毒。汉坦病毒主要引起两种急性传染病,一种是肾综合征出血热(hemorrhagic fever with renal syndrome,HFRS),该病是我国重点防治的传染病;另一种是汉坦病毒肺综合征(Hantavirus pulmonary syndrome,HPS),主要流行于美洲国家。HFRS是以发热、出血和肾功能损害为主要特征的一种急性病毒性传染病。病毒感染人体后可以侵犯内皮细胞和多种免疫细胞,诱生各类细胞因子的变化,最终导致免疫系统紊乱、血管通透性增加等一系列病理改变。但其具体机制尚未完全阐明,有待进一步研究。病毒的感染并非是泛嗜性的,每一种病毒通常只能感染某种或某些特定的靶细胞。通常,病毒由靶细胞表面的特异分子介导病毒进入细胞,该分子可作为病毒受体参与病毒的识别与结合等过程。病毒与细胞膜表面受体结合是病毒感染致病的第一步。β3整合素已确认为致病性汉坦病毒的受体,β3整合素上的PSI结构域(plexin-semaphorin–integrin,PSI)是汉坦病毒与整合素相互作用的位点。然而,近年来有研究报道,网格蛋白(clathrin)相关的受体可能介导了汉坦病毒的吸附和入胞过程,但由于抑制网格蛋白的内吞作用并同时抑制β3整合素并不能完全阻断汉坦病毒的内化,因此汉坦病毒很可能还存在其他的内化通路。另外,本实验室前期在应用Ras募集(Ras recruitment system,RRS)酵母双杂交系统研究汉坦病毒包膜糖蛋白相互作用分子,寻找病毒受体的研究中发现,汉坦病毒包膜糖蛋白G1、G2均可以与纤维连接蛋白(fibronectin,FN)相互作用。FN是由血管内皮细胞、血管平滑肌细胞和肝脏产生的一种多功能蛋白质,它的合成和降解由转化生长因子β(TGFβ)调节。研究表明,FN在多种病毒感染过程中起重要作用,与病毒的入胞过程和致病过程密切相关。那么,汉坦病毒是否还存在着其他入胞途径?FN在汉坦病毒感染过程中又有什么作用呢?是否能辅助病毒入胞,以及是否在汉坦病毒感染致病中起重要作用?基于以上疑问,我们围绕FN进行了如下研究:1、FN与汉坦病毒核衣壳蛋白及小窝蛋白的共定位研究已知网格蛋白依赖型入胞途径和小窝蛋白依赖型内吞途径是许多病毒入胞的重要途径。为了确定汉坦病毒是否可以由FN介导经小窝途径入胞,我们研究了汉坦病毒与FN及小窝蛋白在细胞内的共定位关系。首先基于空斑形成实验的实验结果,应用微量细胞培养法(双抗夹心ELISA)测定汉坦病毒的TCID50,对病毒感染滴度进行了滴定。在此基础上,应用共聚焦显微镜分别观察了汉坦病毒感染的人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)中汉坦病毒与FN和小窝蛋白在感染细胞内亚细胞水平的共定位关系。结果发现汉坦病毒NP与FN和小窝蛋白可以共定位于HUVEC的细胞膜和细胞核周区域,从而说明了汉坦病毒的入胞途径除了可以通过网格蛋白依赖的入胞途径外,可能还可通过FN介导的小窝蛋白途径进入细胞。2、不同FN片段对汉坦病毒感染的竞争抑制试验为进一步明确FN分子在汉坦病毒感染中的作用,我们应用5种FN片段进行了汉坦病毒感染竞争抑制试验,以确定FN分子中的哪个结构片段或者哪种形式在汉坦病毒感染过程中起作用。具体方法是采用重组全长FN、细胞结合片段、连接区片段、铰链区片段、硫酸肝素结合片段竞争抑制汉坦病毒感染敏感细胞HUVEC。用ELISA试验分别检测病毒抗原,结果表明,5种FN片段无论加入的浓度高低,对汉坦病毒的感染均有一定的抑制作用。特别是40kDa的连接区片段对汉坦病毒感染的抑制作用具有浓度依赖性,即随着其浓度的增加病毒的载量也渐次减低。其余4种片段对汉坦病毒感染的阻抑作用并未随着加入片段的浓度升高而增强,因此其阻抑病毒感染的作用可能具有非特异性。3、肾综合征出血热患者不同病期外周血FN及TGF-β1的动态变化为探求FN及其相关因子TGF-β1在汉坦病毒致病中的作用,共采集了HFRS患者不同病期的血清、血浆样本各260份,以及正常人血样30份。首先应用Western-blot检测到HFRS患者血清中含有FN;继而应用ELISA法对HFRS患者及健康人血清、血浆中FN及其相关细胞因子TGF-β1进行检测。结果发现,HFRS患者不同病期血浆中FN水平随病期的推移呈波动升高趋势,其中发热期、低血压休克期、少尿期患者血浆中FN水平均低于正常对照组。多尿期、恢复期血浆中FN水平均高于正常对照组(P<0.05)。HFRS患者不同病期血清中FN水平均低于正常对照组(P<0.05),HFRS病程五期相比,少尿期FN的表达水平均高于其他四期。HFRS患者不同病期血浆中TGF-β1水平均高于正常对照组,并随病程的发展呈现波动趋势,特别是病程最重的低血压休克期血浆中TGF-β1水平显著增高(P<0.05);血清中TGF-β1的表达水平与血浆中TGF-β1的表达水平基本一致。综上所述,在汉坦病毒感染过程中,FN有可能起到多种作用。在汉坦接区部位可能起到关键作用。同时,TGF-β1与HFRS患者体内FN的关系还有待进一步的探讨。本研究结果为进一步从分子水平上阐明汉坦病毒的入胞和致病机制提供了新的线索和依据。