病毒学发展史 4 动物病毒

病毒学发展史 4 动物病毒 病毒学发展史 4 动物病毒 凯歌的空间virology病毒学感染免疫疫苗预防防治科普健康养生股票理财病毒学发展史(4):动物病毒2010-03-24 20:41初期(1898年-1965年):发现与细胞培养 表一概述了动物病毒研究初期的一些重大成果。一种可滤过病毒(filterable virus)的概念刚一确立，这种试验程序就被应用到许多患病的组织。科学家们发现了在光学显微镜下看不到的可滤过病原体，这种病原体只在活动物组织中复制。确实有一些惊人的发现，例如由蚊虫为媒介传播的黄热病病毒，受感染组织中可见的特殊病理包涵体(病毒)，甚至可引起癌症的病毒病原体。在整个研究初期(1900-1930年)，科学家们发现了多种病毒(见表1)，鉴定了其大小(使用不同孔径的滤器)、研究了病毒对化学或物理制剂的抵抗力(例如酒精、乙醚等)和致病作用。仅根据这些特征就可以清楚地看出，病毒是千差万别的病原体。一些病毒甚至可在光学显微镜下看到(痘病毒可在暗视域光学仪器中看到)。一些病毒可被乙醚灭活，而另一些则不能。病毒性疾病影响每一种组织。病毒引起慢性或急性疾病。它们是持续存在的病原体，或者周期性发作。病毒可能造成细胞的损坏或引起细胞的增殖。早期的病毒学家不能在光学显微镜下看到他们研究的病原体，并且常常由于病毒的种类繁多而不知所措，但对他们的研究必须有所承认。1912年，美国病理学家沃尔巴克(S.B.Wolbach)说:"当我们对可滤过病毒的了解比较全面时，我们对活物质的看法就很可能发生巨大变化，我们将不再把可滤过病毒分类为动物病毒或植物病毒。" 植物病毒学家率先摆脱了研究初期的困惑，他们发明纯化病毒的方法，研究了这些病原体的化学和物理特性(请见上一节，"植物病毒和化学时期:1929年一1956年")。解决这个问的第二个途径来自对噬菌体的研究。这些研究表明，与整个动物的病毒感染相比，在培养中受病毒感染的单一细胞更容易受实验操纵，并且提供明确答案。当时的植物病毒学家仅在他们的温室里进行研究，动物病毒学家不离开动物饲养场，而细菌病毒是用皮氏培养皿(petri dishe)和试管从事研究。试验系统的简化也取得了进展，从研究野生动物发展到实验室动物，例如小鼠或含胚鸡蛋再发展到培养细胞，接着又培养单一细胞。1948年 至1955年，把动物病毒学研究转为实验室研究的重大过渡分四个重要步骤:(a)美国国立卫生研究院的桑福德(sanford)等人克服了培养单一细胞的困难，(b)约翰斯?霍普金斯大学医学院的乔治?盖伊(George Gey)及其同事第一次培养出人体细胞，从子宫颈癌中培养出HeLa细胞系(cell line),(c)美国国立卫生研究院的哈里?伊格尔(Harry Eagle)等人研究出培养单一细胞的理想培养液， (Enders)及其同事利用以上方法证明脊髓灰质炎病毒能在胚胎非神经(d)恩德斯 人体组织块中复制。 这些研究思路、技术成就和试验材料在病毒学领域立即产生了两种影响。首先，它们使科学家们开发出脊髓灰质炎疫苗，这是第一种在细胞培养中产生的疫苗。1798年至1949年，使用的所有疫苗(天花、狂犬病、黄热病、流感)都是在动物或含胚鸡蛋中培养的。脊髓灰质炎病毒是在长颈瓶中培养的猴肾细胞中生长的。其次，为研究病毒进行的细胞培养开始了分子病毒学的新时代。对培养中的动物病毒的第一次空斑检验是用脊髓灰质炎病毒进行的。它使科学家们对脊髓灰质炎病毒进行了与当代对噬菌体一样的详细和重要的分析。读者要想找到以上的证据，最简的方法是把卢里亚(S.E.Luria)于1953年撰写的第一版《病毒学总论》与卢里亚和达内尔(J.E.Darnell)于1967年合写的《病毒学总论》第二版加以比较，同时也可以研究有关脊髓灰质炎病毒感染细胞的试验描述。病毒学的现代时期己经到来，它仍会充满惊人的发现。 表1.动物病毒研究的发展史:早期(1989-1965) 时间病毒学家发现 1898 1898 1901 1901 1903 1903 1908 1909 1911 1912 1913 1931 1931 1931 1933 1933 1933 1936 1941-50 1948-55 1952-65 F.Loeffler,P.Frosch G.Sanarelli W.Reed等 A.Lode,J Gruber P.Remlinger,Riffat-Bay A.Negri V.Ellerman,O.Bang K.Landsteiner,E.Popper P.Rous A.Carrel E.Steinhardt等 J.Furth A.Woodruff,E.Goodpasture R.Shope W.Smith等 R.Shope Jackson实验室 P.Rous,J.Beard G.Hirst Sanford等 J.Enders等 G.Gey等 H.Eagle Dulbecco,Darnell,Baltimre等首次证明可滤过动物病毒口蹄疫 病毒 粘液病毒 第一个人类病毒(黄热病毒) 禽流感病毒空斑实验 狂犬病毒 狂犬病毒包含体 首次证明白血病病毒 脊髓灰质炎病毒 首次证明实体瘤病毒;鲁斯氏肉瘤病毒 鸡胚块组织培养 病毒在组织培养中扩增的早期实验 用小鼠作为宿主研究病毒 用鸡胚胎作为宿主研究病毒 猪流感病毒 人流感病毒 兔乳头瘤病毒(第一个DNA肿瘤病毒) 鼠哺乳动物肿瘤 用兔乳头瘤病毒在多种动物诱发肿瘤 流感病毒血凝素(HA)，利用抗体开展血凝抑制研究，受体破坏酶(神经氨酸酶-第一个与病毒有关的酶) 单个动物细胞的培养 人类非神经组织作为支持物培养脊髓灰质炎病毒 单个细胞的培养，子宫颈细胞，Hela细胞 细胞培养的培养液 脊髓灰质炎病毒-空斑检测并开始用该病毒进行动物病毒分子学的研究 现代时期:1960年至今 本章的内容按年份或单独的病毒类别编排(植物病毒、噬菌体和动物病毒)，反映了这些领域的历史分隔。在这一节中布局发生变化，是因为在此期间研究病毒的动机开始发生变化。病毒学家开始利用病毒探索对了解所有生命进程都非常重要的问题。由于病毒在其宿主细胞中复制，并且依赖于宿主细胞，它们必须利用宿主细胞的规律、信号和调节途径。病毒学家开始对生物学的许多方面作出贡献。这些思路始于噬菌体分类，并且由动物病毒学家们继续进行研究。其次，在这个时期(1970年至今)，重组DNA革命拉开序幕，噬菌体和动物病毒在这场革命中发挥了重要作用。病毒被用来探索生物学领域的许多不同问题。由于这些原因，本节编排的重点是细胞和分子生物学的成就，这方面有病毒的功劳。表2列出了1970年以来病毒学领域取得的一些重大进展。 动物病毒在了解真核细胞基因调控方面的作用 杜尔贝科(Delbecco)和沃格特(Vogt)以及韦尔(Weil)和维诺格勒(Vinograd)第一次阐述了多瘤病毒(polymavirus)的DNA闭环及超螺旋(superhelical)特性。科学家们首次用猿猴空泡病毒40(simian vacuolatng virus 40,SV40)阐明形成这种DNA结构的原因，其DNA围绕核小体进行包装，它在去除组蛋白之后产 生了超螺旋。事实证明，这些观察结果是大肠杆菌基因组和哺乳动物染色体的极好模型。病毒的独特基因组形式包括单链DNA、正负链RNA或双链RNA，病毒是仅有的采用这些信息存储模式的生命体。真核细胞转录的重要元件(element)是用病毒阐明的。第一种转录增强子(transcriptional enhancer element)是经SV40病毒基因组所描述，具有距离和方向性的启动子元件(promoter 也用同样的病毒观察到。结合在启动子SP-1或增强子(例如AP-1、element) AP-2)上的转录因子对于促进转录必不可少，也是首先用SV40基因组所描述。AP-1的作用由fos和jun家族中蛋白质所共同构成，由此证明了转录因子作为癌基因(oncogene)的作用。实际上，这些碱基和及其转录因子的主要试验数据均来自对腺病毒主要晚期启动子(adenoviru majorlate promoter)或SV40早期增强子-启动子(SV40 early enhancer promoter)体外转录系统的研究。我们当今对RNA聚合酶III启动子的认识，一部分是来自于对这种聚合酶转录的腺病毒VA基因的分析。 2010 Baidu try{S