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2016年31卷5期

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Review

三维细胞培养模型应用于人类病毒学的研究

何兵, 陈国敏, 曾毅

2016, 31(5): 363 doi: 10.1007/s12250-016-3889-z

[HTML全文] [PDF 403 KB] Springerlink
鉴于三维(3D)细胞培养模型能够提供可重复性的实验结果,3D模型具备了生理活性、实验灵活性和开展高通量实验的能力。3D模型还可弥补传统2D单层细胞培养和动物模型的不足。3D培养系统在基础细胞学和组织工程学方面有着明显的优势,特别是在细胞生物学、细胞生理学、干细胞研究、再生医学、恶性肿瘤研究、药物发现、基因及蛋白表达的领域中得到广泛应用。除此之外,3D培养模型在细菌学、病毒学、寄生虫学和宿主与病原体相互作用方面也提供了独特的研究视角。此篇综述概括和分析了3D细胞培养模型应用于人类病毒学研究的最新进展,探讨了病毒在3D模型中的生长、复制、繁殖、感染、病毒与宿主间的相互作用以及抗病毒药物的研究。

沙粒病毒包膜糖蛋白的结构与功能

王薇, 周拯, 张磊砢, 汪少伯, 肖庚富

2016, 31(5): 380 doi: 10.1007/s12250-016-3815-4

[HTML全文] [PDF 716 KB] Springerlink
哺乳动物沙粒病毒包括拉沙热病毒、胡宁病毒等的感染会引起严重的出血热,致死率高。病毒入侵细胞是病毒实现感染的关键第一步。病毒首先通过其包膜糖蛋白与细胞膜表面的受体相互识别、接触,接着通过膜融合蛋白变构引发膜融合,释放病毒基因组入细胞。沙粒病毒包膜糖蛋白成熟过程中发生两次切割,最终形成由SSP、GP1和GP2构成的三聚体GPC。与其它病毒膜蛋白不同的是,沙粒病毒膜蛋白的信号肽SSP切割后参与形成GPC三聚体,并在病毒的成熟和感染中发挥重要作用。GP1与细胞受体相结合,而GP2属I型膜融合蛋白,负责膜融合。融合前的完整GPC构象尚未知。GPC在结合受体、膜融合、抗体识别中发挥重要的作用。本文综述了GPC结构与功能的最新研究进展,重点讨论GP1的受体结构域、SSP-GP2互作及膜蛋白糖基化在病毒入侵中的作用。为了解哺乳动物沙粒病毒包膜糖蛋白的分子结构和发展抗病毒药物提供借鉴。

人γ疱疹病毒EBV和KSHV调控宿主细胞膜致病作用机制研究进展

魏芳, 朱青, 丁玲, 梁青, 蔡启良

2016, 31(5): 395 doi: 10.1007/s12250-016-3817-2

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鉴于细胞膜参与细胞通信、归巢和代谢等多种生理调节过程,各种病原体调控宿主细胞膜的现象并不少见。其中EB病毒(EBV)和卡波氏肉瘤病毒(KSHV)作为人疱疹病毒家族成员,亦被发现利用宿主细胞膜来避免免疫监视和促病毒复制。越来越多证据表明,EBV和KSHV均相似地直接编码数个膜相关蛋白,包括受体和受体特异性配体(细胞因子和趋化因子),且利用这些蛋白在EBV/ KSHV生命周期中不同阶段表达和相似作用机制来调控宿主细胞膜,以逃避宿主抗病毒免疫反应。近几十年来,为揭示此类病毒如何利用这些膜信号诱发肿瘤发生进行了大量研究并取得飞速进展。本文总结和解析EBV和KSHV二者如何调控宿主细胞膜信号致病作用机制的异同,尤其是如何利用细胞膜重塑信号来避免宿主抗病毒免疫反应和促其潜伏和裂解感染等最新进展。
Research Article

Ficolin-2能通过结合HIV-1 gp120抑制病毒感染

罗凤玲, 陈铁龙, 刘俊, 沈锡辉, 赵颖岚, 杨荣阁, 章晓联

2016, 31(5): 406 doi: 10.1007/s12250-016-3808-3

[HTML全文] [PDF 1412 KB] Springerlink
Ficolin-2存在于正常人血清中,参与补体凝集素途径的活化。Ficolin-2与感染性疾病密切相关,但其在HIV感染中的作用还未见报道。本研究首次发现103例HIV-1感染者血清中Ficolin-2水平明显高于57例健康志愿者;体外实验也证实HIV-1感染能促进Ficolin-2表达。我们还证实Ficolin-2能与HIV-1的包膜糖蛋白gp120结合,促进补体介导的细胞毒作用,另外Ficolin-2还能抑制HIV-1进入宿主细胞。本研究首次报道了Ficolin-2对HIV-1感染的保护作用,证实Ficolin-2作为一种重要的天然免疫分子可抵抗HIV感染。

HIV-1编码蛋白gp41和integrase的相互作用研究

张晓玮, 张霏, 马晓荷, 赵兴, 李炜, 张治平, 张吉斌, 张先恩, 崔宗强

2016, 31(5): 415 doi: 10.1007/s12250-016-3820-7

[HTML全文] [PDF 370 KB] Springerlink
人免疫缺陷病毒1型(HIV-1)基因组编码15种病毒蛋白。病毒编码蛋白的相互作用对于其发挥功能具有重要意义。本研究对HIV-1编码蛋白的相互作用进行了鉴定,旨在更好地探究病毒蛋白在病毒复制周期的潜在功能。利用酵母双杂交系统,针对120对病毒蛋白进行了检测,筛选出7对相互作用蛋白,发现糖蛋白41(gp41)和整合酶(integrase, IN)这一对新的相互作用。通过免疫共沉淀(Co-IP)和荧光共振能量转移(FRET)技术,对gp41和IN的相互作用进行确认。进一步研究发现,gp41的 76–100氨基酸残基区域参与结合IN蛋白。将gp41的上述区域缺失后,显著影响gp41和IN的相互作用,并抑制HIV-1子代病毒的产生。本研究丰富了对HIV-1编码蛋白相互作用机制的认识,为进一步研究gp41和IN的生物学功能奠定了基础。

潜伏感染Se301细胞中甜菜夜蛾核多角体病毒(SeMNPV)基因的转录组分析

方正, 邵景许, 翁庆北

2016, 31(5): 425 doi: 10.1007/s12250-016-3791-8

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P8-Se301-C1细胞是一株含有部分甜菜夜蛾核多角体病毒(Spodoptera exigua multiple nucleopolyhedrovirus,SeMNPV)基因组的甜菜夜蛾Se301细胞克隆株。该细胞不产生子代病毒粒子,对同源病毒SeMNPV的感染具抑制作用,是SeMNPV潜伏样(latent-like)感染的Se301细胞。为明确P8-Se301-C1细胞中所含的SeMNPV基因,本研究对P8-Se301-C1细胞和Se301细胞的转录组进行了重头组装并比较分析。从P8-Se301-C1细胞中共获得54,569,296条读长(read),并最终得到112,565条平均长度为1,093 nt的独立基因(unigene)。从Se301细胞中共获得56,865,504条读长,并最终获得102,996条平均长度为1,082 nt的独立基因。通过RNA-Seq分析以及RT-PCR进一步验证表明,P8-Se301-C1细胞中含有se5, se7, se8, se12, se43, se45, se89, se90, se124se126等10个SeMNPV病毒基因转录本,且这些转录本在Se301细胞中未检测到。3'/5' RACE分析表明,这些病毒基因转录本的3'-或5'-末端序列与宿主细胞基因序列一致,暗示在P8-Se301-C1细胞中,SeMNPV基因可能与宿主基因整合并转录。另外,通过RACE分析在P8-Se301-C1细胞中还检测到了se11, se42, se44, se88, se91se127等6个病毒基因转录本,它们与其他SeMNPV病毒基因嵌合在一起形成融合基因转录本。总体地,在P8-Se301-C1细胞中共检测到了16个SeMNPV病毒基因转录本。研究结果为进一步深入研究杆状病毒潜伏感染和超感染排斥的机理提供信息。
Letter

18型人乳头瘤病毒的DNA复制抑制病毒早期转录启动子P55的活性并阻止病毒蛋白E6表达

王筱虹, 刘海滨, 王旭坤, 周芷, 郑志明,

2016, 31(5): 437 doi: 10.1007/s12250-016-3887-1

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18型人乳头瘤病毒(HPV18)基因组E6编码区上游含有两个主要转录启动子, P55 和P102。分析发现, 驱动P55转录的TATA盒(转录因子TBP结合位点)与病毒复制起始点(Ori)的核心区重叠, 而驱动P102转录的TATA盒则在下游且位于Ori核心区外侧。实验发现, 在病毒感染晚期,HPV18 DNA在高度分化的角化细胞中复制使含有TATA盒的复制起始点解链进而阻止P55启动转录, 导致细胞p53蛋白增加。但P102不受此影响。对病毒蛋白E6编码区而言, 来自于P55的RNA含有一个长达51个核苷酸的5′非编码区, 而来自于P102的RNA的5′非编码区则仅有3个核苷酸。因而前者可以有效地结合核糖体亚单位来翻译E6蛋白。我们证明, P55启动的转录可以产生E6蛋白进而导致p53蛋白的降解。病毒DNA的复制抑制了P55的转录活性, 减少病毒E6蛋白的表达并稳定细胞的p53蛋白活性。反之, 用磷酰乙酸(PAA)抑制病毒DNA复制则增加P55的转录活性和病毒E6蛋白的表达, 而使p53蛋白降解。综上所述, 本研究首次证明HPV18的DNA复制调控P55的转录活性,影响病毒蛋白E6的表达。

流感血凝抑制实验大数据分析

彭友松, 王大燕, 舒跃龙, 蒋太交

2016, 31(5): 441 doi: 10.1007/s12250-016-3802-9

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流感病毒抗原监测对于及时发现抗原变异株至关重要。血凝抑制实验是流感抗原监测最常用的方法。本文通过分析甲型流感病毒H1N1和H3N2以及乙型流感病毒中大量的血凝抑制实验数据,发现分别以两株病毒的同源滴度做归一化计算病毒间抗原差异的方法得到的结果一致性较差。进一步我们发现这种不一致性跟病毒的血凝素蛋白序列、在实验中的同源滴度以及病毒的分离时间等因素有显著的关联。最后我们分析了以病毒同源滴度做归一化计算病毒间抗原差异的方法得到的结果可信度。该研究对于流感病毒抗原监测有一定的参考价值。

一种快速检测欧亚分支H10流感病毒的实时定量PCR方法

孙海亮, 薛建丽, 贝利, 伊丽莎白, 许一菲, 胡国良, 巴罗克, 约翰, 张怡, 佩斯

2016, 31(5): 444 doi: 10.1007/s12250-016-3826-1

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在中国南昌地区的家禽中爆发了H10N8新型流感病毒,此病毒的HA基因隶属于欧亚分支。该病毒引起三人感染,并导致其中一人死亡。近来研究表明这种新型病毒在该地区广泛传播。为此,我们建立了一种特异性针对欧亚分支H10基因的实时定量PCR 方法,该方法采用了MGB TaqMan探针。结果显示这一方法只特异性针对欧亚分支的H10基因,可以检测到少于100个拷贝的H10基因和低至2.32个半数组织感染量的病毒载量。此方法适用于H10亚型流感病毒欧亚分支的快速监测和临床诊断。
PERSPECTIVE

以人55型腺病毒为例阐述全基因组数据年代限制性内切酶分析/限制性片段长度多态性分析在鉴定、描述、分型和命名病毒时的误区

张其威,

2016, 31(5): 448 doi: 10.1007/s12250-016-3862-x

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限制性内切酶分析(REA),即限制性片段长度多态性分析(RFLP),在前基因组时代对了解大批量的病毒特征,包括人腺病毒,是很有帮助的。而且,通过连接基因组数据和文献中的酶切数据,它对理解当前流行的重要的病毒株(尚无基因组数据)也是很有帮助。然而,限制性内切酶分析在结果表现和解释上都比较主观,取决于使用者,目前已经被高分辨的基因组测序代替。然而,今天它在某些方面还可发挥作用。为了阐明限制性内切酶分析的局限性并提供正式的参考,我们以引起急性呼吸道疾病的重组腺病毒为例进行分析。与早期的误判不同,全基因组测序已经证实该病毒更接近于呼吸道14型腺病毒,而不是引起肾脏疾病的11型腺病毒。根据全基因组序列,这个新出现的在中国、新加坡、南美引起多次大暴发的腺病毒,被鉴定为人55型腺病毒原型株。缺少合适的参考基因组,以及所分析的是重组的基因组,两个因素共同导致了REA对结果的误判。

裂谷热输入中国,一个新的潜在威胁?

付新亮, 王丽芳, 方博, 郑运, 黄三, 周沛, 曹宗喜, 田进, 李守军, 张桂红,

2016, 31(5): 454 doi: 10.1007/s12250-016-3876-4

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裂谷热(Rift Valley fever)是由裂谷热病毒(Rift Valley fever virus, RVFV)引起的一种虫媒疾病,可引起家畜较高的发病率和死亡率,并可引起人的轻微至严重的疾病。2016年6月我国出现了一例裂谷热输入性病例,本文对该输入性病例进行报道,分析了裂谷热在我国传播的风险因素,并对我国裂谷热的防控提出建议。