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HSV复制及细胞周期蛋白关系探究进展〔摘要〕目的单纯疱疹病毒是目前研究病毒与宿主相互作用的重要模型。过去曾一度认为HSV复制与细胞周期蛋白没有太大关系,近几年的研究证明并非如此。HSV复制不仅需要细胞周期相关蛋白,而且已经进化到能诱导静止细胞产生细胞周期相关蛋白,为HSV服务。CDK抑制剂正在作为抗病毒药物进行积极的研发。 〔关键词〕HSV;CDK;细胞周期蛋白;CDK抑制剂 〔中图分类号〕R373〔文献标识码〕A〔文章编号〕1009-6019-(2010)04-81-04 单纯疱疹病毒(herpessimplexviruses,HSV)是最早被发现的疱疹病毒,也是被研究最深入的病毒之一,但对其生物学特性仍然不很清楚。HSV的最主要的特征是其与宿主细胞的相互作用复杂并且为保持长期生存有着双重的生命周期〔1〕。由于其与宿主细胞复杂的相互作用,HSV已成为研究蛋白质的转位、神经系统中突触连接、膜结构、真核基因的表达调节、基因治疗、病毒与宿主细胞相互作用及其他生物学问题的重要模型和工具〔2〕。本文就近年来HSV复制与细胞周期蛋白的关系的研究进展进行综述。 1HSV概况 HSV属于α疱疹病毒科,包括HSV-1和HSV-2两种,以HSV-1为代表(以下简称为HSV)。HSV是大型的有包膜的双螺旋DNA蛋白,基因组全长约152kb,GC含量占68%以上。HSV基因组为一线性双链DNA分子,由共价连接的长片段(L)和短片段(S)组成,两者分别占病毒DNA的82%和18%,每一片段由中间的独特序列(分别称为UL和US)和两端的倒置重复序列(RL和RS)组成。HSV基因组共约含有74个基因,编码近90种蛋白质。根据其动力学性质可将HSV病毒基因分为立即早期基因(immediate-early,IE或α),早期基因(early,E或β)和晚期基因(late,L或γ)3类〔3〕。HSV感染包括增殖性感染和潜伏性感染两种,除引起皮肤和粘膜的疱疹样病变外,还能引起诸如中枢神经系统、呼吸系统、生殖器官以及流产、死胎和肿瘤等多种疾病〔3〕。 2HSV与细胞周期 在正常的情况下,周期中细胞分为分裂期(M期)和分裂间期,分裂间期包括Gl、S、G2等3个时期。细胞仅在S期含有DNA半保留复制所需的代谢底物、酶和蛋白因子,因此不编码大部分DNA复制所需蛋白的DNA病毒纷纷采取独特的策略克服这一变化的核环境问题。小DNA病毒采取的生存策略就是当被感染的细胞进入S期、条件合适时再复制其病毒DNA〔4〕。对比之下,象HSV这样的大DNA病毒,不仅能在分裂细胞中繁殖,而且还能在静止细胞及终末分化的神经细胞中繁殖,因此长期以来一直认为大DNA病毒复制与细胞周期相关蛋白无关。但近年来的研究发现,HSV复制不仅需要细胞周期相关蛋白,而且己进化到能诱导静止细胞产生细胞周期相关蛋白,HSV感染后诱导宿主细胞停滞于细胞周期某一特定时相,抑制宿主细胞DNA合成,抑制细胞凋亡,但支持HSVDNA的复制,完全为HSV服务。 2.1HSV感染引起细胞周期阻滞1988年deBruyn和Knipe用原位杂交技术确凿的证明HSV感染引起细胞DNA合成的抑制〔5〕。人们认为这种DNA合成的阻滞是因为HSV感染使细胞周期阻滞于G?1/S期检验点导致的。流式细胞仪分析表明HSV感染的确能引起细胞周期阻滞,G?1期细胞增加。Dargan等用无DNA的HSV蛋白感染细胞也能引起细胞周期阻滞,且并不导致细胞凋亡。说明不是因为HSVDNA的合成导致细胞周期阻滞的,是HSV外壳蛋白对细胞周期相关因子起到了抑制作用。多项研究综合表明是HSV中的ICPO和ICP27蛋白的作用引起的细胞周期阻滞〔6〕。 HSV具有高度的易感性,其宿主细胞广泛,能感染分裂期或非分裂期细胞,是较理想的基因治疗载体。HSV能引起细胞周期阻滞某种程度上说是对细胞有一定毒性作用的。鉴于这种细胞周期的阻滞作用是由于ICPO、ICP27引起的,基于ICPO/ICP27的基因表达载体构建对于病毒的基因治疗将有重要意义。 HSV既能在静止细胞也能在周期细胞中繁殖,而且本身还编码DNA聚合酶等复制相关蛋白,HSV感染使细胞周期阻滞是否是为了本身的繁殖目前还不清楚。有报道说细胞组蛋白与HSVDNA结合会抑制病毒DNA的复制和转录〔7〕。也有人认为细胞周期阻滞是宿主对抗病毒的一种平衡。我们更倾向于认为是由于HSV对细胞代谢的改变亦即通过抑制细胞DNA的合成,减少原料、细胞因子的浪费,而使细胞被动的停滞在G?1/S期检验点。 2.2HSV复制需要细胞周期相关蛋白的活性曾一度认为HSV复制不需要细胞周期相关蛋白。但研究发现,HSV在周期细胞中的复制效率远远高于静止细胞,HSV虽然编码DNA聚合酶等