博尔纳病病毒在宿主细胞内的生活周期综述

博尔纳病病毒在宿主细胞内的生活周期综述 　　BDV遗传物质释放的实质就是病毒包膜同宿主细胞膜融合释放遗传物质，以下是一篇关于博尔纳病病毒生活周期探究的，供大家阅读参考。 　　1894年在德国博尔纳镇的马群中爆发了一种以精神症状为突出表现的致死性马脑炎，后证实该病是由一种有包膜的非节段性单股负链RNA病毒引起，即博尔纳病病毒(BDV)，该病毒引起的疾病称为Borna病(BD)[1].BDV编码六种病毒蛋白，包括核蛋白 (p38/p40N)、非糖基化的特殊蛋白(p10X)、磷蛋白(p24/p16P)、基质蛋白(gp18M)、糖蛋 白 (gp94G)和RNA依 赖 的RNA聚 合 酶(p190L)[2].BDV同其他病毒一样经历从病毒进入宿主细胞开始、到基因表达最后释放子代病毒的生活周期，本文将对BDV在宿主细胞内的生活周期进行综述。 　　1、BDV进入宿主细胞 　　BDV是以糖蛋白G识别的受体介导的胞吞作用进入细胞内[3].G是由BDV第四个开放阅读框架(ORFⅣ)编码，先形成分子量为56KDa的前体(GPC)，经N-端糖基化修饰形成分子量约为84~94KDa的GP84.GP84被宿主细胞内的蛋白水解酶水解形成GP-1和GP-2,同GP84的N端和C端相对应，水解部位位于第245~249位氨基酸，此段氨基酸中由五个精氨酸残基形成的结构域是弗林蛋白酶(furin)识别的最小酶切位点。 　　GP84主要聚集在内质网内和细胞核周围，GP-2主要存在于病毒的包膜表面，GP-1在宿主细胞中还未被 检测出[4].GP84和GP-2是BDV受体介导胞吞作用的主要病毒糖蛋白，但当缺乏GP-2时，GP-1也能够介导并促进BDV病毒进入细胞[4].实验发现兔的抗BDVGP84的血清能够中和有传染性的BDV病毒颗粒，这表明GP84是宿主细胞细胞膜表面受体识别的病毒蛋白。 　　GP84的N-端第1~第244个氨基酸形成的结构域是宿主细胞膜表面受体识别和相互作用的区域，C.Roberto[5]认为BDV是通过网格蛋白介导的胞吞作用(CME)进入到宿主细胞内。具体是哪一种宿主细胞细胞膜受体同GP84相互作用介导BDV进入细胞内仍不清楚。 　　2、BDV遗传物质的释放 　　BDV遗传物质释放的实质就是病毒包膜同宿主细胞膜融合释放遗传物质。GP-2是启动和介导BDV囊膜同内体膜融合的病毒蛋白，此外GP-2能够启动BDV宿主细胞之间的融合导致多核巨细胞的产生。 　　GP-2属于Ⅲ类融合蛋白[6].宿主细胞内的微管参与BDV包膜同内体融合过程，可能参与由蛋白L、N、P与X共同组成核糖核蛋白(RNP)的运输和定位，RNP是BDV大分子的核质转运的主要形式。BDV包膜同宿主细胞之间的融合是一个PH依赖的融合过程，C.Roberto[5]的研究表明当内体内的pH在6.0~6.2之间时，GP-2的构象发生改变并启动和介导BDV病毒包膜同内体或细胞膜的融合。 　　3、BDV的生物合成 　　BDV转录和复制均在宿主细胞核内[7].M.Yusuke[8]认为宿主细胞染色体是BDV产生子代病毒核衣壳形成的场所，在整个生活周期中BDV核衣壳借助宿主细胞的组蛋白同宿主细胞的染色体 结合，因此 认 为BDV的生活周期是依赖于宿主细胞的染色体周期，这可能也是形成持续感染的原因之一。 　　3.1 BDV的转录 　　BDV RNA约有8 900个碱基，仅只有5'端的55个核苷酸没有被转录，转录效率可达99.4%[9].BDV转录产物中，只有编码N的mRNA是单顺反子，编码其他病毒蛋白的mRNA均是多顺反子。BDV有三个转录起始位点，即S1、S2、S3,分别指导N、P/X、M/G/L的转录起始，它们均含有富含至少三个尿嘧啶的区域，这可能是BDVRNA依赖的RNA聚合酶启动转录的识别位点[7].BDV转录的终止信号包括T1、T2、T3、T4、T6[9]. 　　BDV转录起止信号间存在基因重叠，S1和T1有18个重叠碱基，S3和T2间有2个重叠碱基。宿主细胞中BDV核蛋白、磷蛋白的含量都很丰富，说明S1和T1的基因重叠并没有或是由于重叠碱基的长度并不足以影响N或P的表达，这些基因重叠也没有影响聚合酶对起始位点的识别，具体的识别机制不清楚。 　　BDV转录过程中一个重要特点是转录通读(BDV可读过前一个转录终止信号而终止与下一个终止信号而形成大量的BDV多顺反子。始于S1并通过终止信号T1的通读表达生成了具有5'端帽结构和3'端多聚核苷酸尾结构的N和P,而始于3'末 端未对T1通读生成的N和P,没有5'端帽和3'端 多聚核苷酸尾结构，被认为是转录失败或是转录中间体[10].BDV只有通读终止信号T3才能转录L,而对于终止信号t6的通读可能是调节内含子Ⅲ剪接的始动因素[11].BDV转录的另一个显着特征是转录后的修饰，包括mRNA剪接、5'端帽结构形成和3'端多聚腺苷酸加入[12]. 　　BDV mRNA的剪接主要发生在第三个转录单位，其前体mRNA含有三个剪接受体和两个剪接供体，分别是SA1-SA3、SD1-SD2.目前已经证明至少可以通过剪接形成三个内含子即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,分别是第1 932~2 025、2 410~3 703、2 420~4 559位的碱基，对前体mRNA的剪接可以形成M、G和L,表达内含子Ⅰ合成M,表达内含子Ⅱ不表达内含子I合成G,内含子I指导13个氨基酸并含有起始密码子AUG,尽管合成G蛋白不表达内含子Ⅰ,但内含子Ⅰ能够通过核糖体质量启(ribosomal reinitiation)促进G的表达，既不表达内含子Ⅰ也不表达内含子Ⅱ则合成L,内含子Ⅰ可能也能促进L的表达，内含子Ⅱ能够促进L剪接后的两个片段的融合[9]. 　　3.2 BDV的复制 　　BDV复制最显着的特点是在宿主细胞内呈持续低浓度复制，这也是BDV容易形成持续性感染的原因之一。由于单股负链RNA病毒复制和转录都必须以负链RNA为首先合成正链RNA,再以正链RNA为模板进行复制或转录，病毒是转录还是复制是通过什么样的调节机制达平衡这对病毒在宿主细胞的整个感染过程显然是一个很重要的问。尽管没有直接的证 据 证 明BDV的蛋白在其转录和复制过程中起着调节作用，但通过对N和P在宿主细胞中含量的研究提示它们在转录和复制中起调节作用的可能性是存在的[11].P.M.Kinnunen等[13]在研究被BDV感染的新生小鼠时证实了在小鼠体内存在BDV的DNA,提示BDV基因同宿主基因发生基因整合和逆转录的可能性。 　　3.3 BDV的翻译 　　在BDV的mRNA上存在有多个翻译起始密码子，1997年J.M.Pyper[14]发现编码N40/N38的mRNA上有两个翻译起始密码子。 　　K.Takeshi[15]等发现编码P/P'/X的mRNA至少有三个翻译起始密码子，其中第二个翻译起始密码子是P/P'的翻译起始密码子，第一个翻译起始密码子能够降低P和X的比率。Anette S发现编码M/G/L的mRNA的起始段有六个翻译起始密码子，其中第一个翻译起始密码子指导M,第四、五翻译起始密码子可能共同指导G,第六个翻译起始密码子指导L[16].寄生于细胞核内的病毒常通过漏洞扫描机制把同一mRNA翻译成多种病毒蛋白，如狂犬病病毒、仙台病毒。 　　K.Takeshi[15]等认为BDV也是通过漏洞扫描机制实现将同一mRNA翻译成多种蛋白的。 　　4、BDV的组装和释放 　　尽管BDV RNA和蛋白产生量较多，但成熟的病毒量却很低。目前认为成熟的BDV的组装同宿主细胞高尔基体有关。BDV以出芽释放的方式释放成熟的BDV[17].具体的释放过程及调节其释放的因素尚不清楚。 　　5、结语 　　BDV与人类一些神经精神疾病的发生关系密切，尽管当前对于BDV的研究取得了很大的进步，但其感染周期中仍有很多机制尚不清楚。对 于BDV的生活周期的研究将不仅有利于认识BD的发病机制，也将更有利于BD的预防和治疗。