具有广泛抗病毒活性的SAMHD1蛋白的研究进展

SAMHD1蛋白是2011年首次被认定为一种独特的天然抗病毒因子,它主要在树突状细胞、巨噬细胞等髓系细胞中表达。它通过降解细胞内dNTPs的水平,使细胞内的dNTPs的水平低于病毒复制所需的水平,从而抑制髓系细胞中反转录病毒和DNA病毒的复制。HIV-2产生的病毒蛋白X(Vpx)可将泛素连接酶与SAMHD1相结合,使SAMHD1分子最后被蛋白酶体降解。最近还发现SAMHD1蛋白活性受多种因子影响,具有调节肿瘤细胞中LINE-1活性的功能。结合最新研究成果对SAMHD1的结构、功能、抗病毒机制以及影响因子进行综述。     

SAMHD1抗艾滋病病毒作用研究进展

SAMHD1蛋白全称为不育-α-基序结构域(SAM域)和组氨酸/天冬氨酸残基双联体结构域(HD域)包涵蛋白1,是由真核生物SAMHD1基因编码的蛋白质。研究表明SAMHD1蛋白对机体固有免疫有调控作用,它能够明显上调抗病毒免疫应答,介导由干扰素引起的炎症反应,参与宿主对入侵病毒的防御体系。早期的研究主要集中在其基因突变引起的Aicardi-Goutières综合征(AGS),最新研究发现SAMHD1作为一种核酸水解酶,具有代谢耗竭髓样细胞和树突状细胞内dNTP池从而抑制I型艾滋病病毒(Human immunodeficiency virus,HIV-1)cDNA合成的功能。而HIV-2和猴免疫缺陷病毒(SIVsm/mac)辅助基因编码的Vpx蛋白则能拮抗SAMHD1对病毒复制的抑制作用。近年来,有关SAMHD1蛋白的功能及其抗病毒作用机制的研究进展迅速,本文主要对此加以综述。     

SAMHD1蛋白抗病毒作用机制研究的新进展

作为新发现的抗病毒因子,SAMHD1蛋白是近年来分子生物学界研究的热点,但是其抗病毒作用机制尚不明确。已经报道的可能的抗病毒作用机制包括d NTP水解酶活性和T592位点的磷酸化状态。随着近两年来研究的不断发展,SAMHD1蛋白的RNA酶活性和维持基因组稳定性的重要作用相继被发现。与此同时,SAMHD1蛋白的多聚体结构也受到了广泛的关注,从最初得到的二聚体晶体,到最近证实了GTP作为激活剂才能形成有抗病毒活性的同源四聚体,SAMHD1蛋白的多聚体结构及形成机制都得到了新的阐释。综合各种已知的生物学功能以及结构方面的信息,结合最新发表的研究成果,深入而全面地分析了SAMHD1蛋白复杂的抗病毒作用机制。     

病毒蛋白Vpx介导抗病毒因子SAMHD1降解的研究进展

艾滋病是由于HIV感染引起的一种致死率极高的传染病。在HIV-2/SIV中特异性表达的Vpx蛋白可以促进病毒在特定细胞中的复制。这种促进作用是由Vpx介导CRL4E3复合物形成,进而通过蛋白酶体途径降解抗病毒因子SAMHD1实现的。SAMHD1蛋白的多个结构域,包括N末端、入核信号、连接区、HD结构域、以及C末端对于Vpx诱导的降解都具有重要意义。缺少Vpx的HIV-1在进化过程中也逐渐获得了抵御宿主抗病毒因子SAMHD1的能力,如对低dNTPs水平的忍耐力及通过cyclin L2对SAMHD1进行降解。本文依据文献发表的时间进程,结合最新研究成果,对Vpx介导SAMHD1降解并促进病毒感染的作用机制进行综述。     

HIV辅助蛋白拮抗细胞限制因子机制研究进展

抗病毒限制因子成为病毒学研究领域的热点。近些年陆续发现了4种HIV限制因子:APOBEC3G、Trim5α、Tetherin、SAMHD1。其中APOBEC3G、Tetherin、SAMHD1分别被HIV编码的辅助蛋白Vif、Vpu、Vpx所拮抗。这些辅助蛋白影响病毒的致病性和复制能力,拮抗宿主内的天然抗病毒限制因子,使病毒能够成功的侵染宿主细胞。本文重点综述了这三种能拮抗宿主限制因子的HIV辅助蛋白的功能研究进展。     

RANTES衍生物与HIV-1进入抑制剂

HIV-1-1进入抑制剂的研究是近年来艾滋病药物研发领域的新热点,其中最受关注的是以CCR5为靶点的新药研发。CCR5是病毒进入细胞的主要辅助受体,在HIV-1进入宿主细胞过程中起着非常重要的作用。作为CCR5的天然配体,CC类的趋化因子RANTES、MIP-1α和MIP-1β都是极具潜力的HIV-1抑制剂,特别是有关对RANTES的定向设计的研究尤为引人关注,其目的是设计出一种既有很强的抗病毒能力而又不引发炎症反应的HIV-1拮抗剂。就RANTES衍生物应用于抑制HIV进入细胞方面的研究进行了综述。     

野生冬虫夏草水提物体外抗HIV-1病毒作用的初步研究

研究分析野生冬虫夏草的水溶浸提物抑制人免疫缺陷病毒Ⅰ型(human immunodeficiency virus-1,HIV-1)的效果及其抗病毒作用的靶点。研究分别选取新鲜虫体、子座、全草、干燥虫体和子座5种不同组分,获得水溶性提取物,采用CCK-8实验检测水提物的细胞毒性;假病毒单周期感染实验评价水提物的体外抗病毒活性;体外检测水提物对逆转录酶活性的影响,应用表面等离子共振(SPR)技术检测水提物与HIV-1Vif蛋白的相互作用。这5种虫草水提物均具有显著的体外抗HIV-1病毒活性,抑制HIV-1逆转录酶的活性,新鲜子座水提物与Vif蛋白有良好的体外结合力。本实验明确了野生冬虫夏草的体外抗病毒活性,其作用机制可能与抑制逆转录酶活性和体外Vif蛋白有关,研究将为抗HIV-1病毒药物的研发提供实验基础。     

干扰素在肝癌细胞Huh7.0中诱导SAMHD1抑制HBV复制

目的:研究干扰素调节宿主限制性因子SAMHD1的表达而抑制HBV复制的分子机制。方法:首先不同剂量的干扰素α、β和γ处理Huh7. 0细胞,通过荧光定量PCR和Western blot检测SAMHD1在转录和翻译后的表达水平;进一步通过siRNA干扰内源性的SAMHD1,再评价干扰素α、β对病毒的抑制效应;最后通过免疫荧光检测了干扰素α诱导内源性SAMHD1的细胞定位及Southern blot检测了SAMHD1细胞定位对病毒复制的影响。结果:在Huh7. 0细胞中,SAMHD1的RNA水平和蛋白表达明显受干扰素α和β的诱导升高;干扰SAMHD1后干扰素α和β对HBV复制的抑制作用消失; SAMHD1定位在细胞核内,干扰素α诱导SAMHD1同样定位在细胞核内,缺失核定位信号后SAMHD1丧失了其抑制病毒复制的作用。结论:在Huh7细胞中,干扰素α、β能诱导SAMHD1表达上调来抑制HBV的复制,SAMDH1的抗病毒作用依赖于其细胞定位。     

Sp100与HIV-1整合酶互作并抑制其介导的病毒整合

Sp100是核颗粒ND10的组成蛋白,在哺乳动物细胞中广泛存在．Sp100参与多种细胞生理病理过程,如转录调控、细胞内抗病毒免疫等．利用酵母双杂交系统,我们发现了Sp100的互作蛋白HIV-1整合酶,免疫共沉淀实验进一步证实了Sp100与 HIV-1整合酶的互作,细胞内荧光共定位实验也证实了二者在细胞内部分共定位．此外,突变体实验表明,Sp100的C端300～480氨基酸和HIV-1的催化结构域是两个蛋白质的互作区域．利用siRNA降低细胞内Sp100的表达量,可以增加HIV-1整合酶介导的病毒的整合,反之,细胞内过表达Sp100则会降低HIV-1整合酶介导的病毒的整合．这是首次发现Sp100可以和HIV-1整合酶发生相互作用,并进而抑制病毒的整合．我们发现了Sp100作为HIV-1整合酶互作蛋白的新功能,并扩展了细胞防御病毒感染的相关研究．     

人类免疫缺陷病毒1型与细胞间的相互作用

自从发现人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)是引起获得性免疫缺陷综合征(AIDS)的病原体后,人们对HIV-1与人体相互作用的过程进行了深入研究.通过研究发现了HIV-1与机体相互作用的多种机制,例如HIV-1主要侵犯人体以CD4 T细胞为主的表达其结合表位(如CCR5和CXCR4)的免疫活性细胞[1].目前研究者在正常机体内发现多种物质与HIV-1致病有关.例如APOBEC蛋白(人体内主要为APOBEC3G),当HIV-1侵入机体后,该蛋白表达减少,这一过程在HIV-1的致病过程中发挥重要作用.通过对这些蛋白或分子的研究,进一步揭示了HIV-1的致病机制,为治疗HIV感染/AIDS提供了新思路.同时不同的HIV-1感染细胞模型的构建为AIDS的研究提供了多种工具.