髓系单核细胞来源的HIV-1限制性因子——SAMHD1

天然抗病毒限制因子是HIV-1研究最热点的领域。继APOBEC3G、Trim5α、Tetherin被发现之后,SAMHD1于2011年被发现为新的抗HIV-1限制因子。它主要在髓系来源的单核细胞中表达,如巨噬细胞和树突状细胞。该文对SAMHD1的结构、抗病毒机制、与Vpx的相互作用以及进化等方面的研究进行了综述。SAMHD1的发现为深入研究SAMHD1在慢病毒致病机理中作用打开了一扇门。     

病毒感染因子在APOBEC3G抗病毒中的拮抗作用

病毒感染因子(virion infectivity factor, Vif)是人免疫缺陷病毒(human im_mu_n_o_de_fi_cien_cy virus, HIV)的6个辅助蛋白之一, 是病毒进行有效复制所必需的.由于Vif功能的复杂性以及对相应复合物体系的不了解, 一直以来, 对Vif的研究进展缓慢.直到2002年发现载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样蛋白3G (apolipoprotein B mRNA-editing enzyme catalytic polypeptide-like 3G, APOBEC3G)是存在于细胞内的一种天然抗病毒因子后, Vif的功能才被逐步阐明.APOBEC3G主要通过嘧啶脱氨基活性使HIV-1的负链DNA在逆转录过程中发生致死性超突变, 从而起到抗病毒作用.HIV-1基因编码Vif来拮抗APOBEC3G, 二者在宿主细胞内达到动态平衡.Vif通过介导APOBEC3G降解、减少在胞内的表达、阻碍其向病毒粒子的包装以及促使其装配成无活性的高分子质量复合体等多种途径起到中和作用.对Vif/APOBEC3G相互作用及其调节机制的进一步研究, 将为新型抗HIV-1病毒药物的研制与开发提供理论依据.     

天然免疫限制因子Tetherin的抗病毒机理研究进展

天然免疫限制因子Tetherin(骨髓基质细胞抗原2)是Ⅰ型干扰素诱导产生的Ⅱ型跨膜蛋白.Tetherin通过其特殊的拓扑结构,在病毒出芽过程中将病毒粒子连接在细胞膜表面,限制病毒的有效释放,从而发挥广谱性的抗病毒活性,而病毒也可以通过多种策略拮抗Tetherin的抗病毒活性.病毒与宿主长期抗争进化的结果表现为病毒特定拮抗蛋白对抗不同种属细胞Tetherin的限制存在种属特异性.本文通过对Tetherin的分子结构、抗病毒活性及其拮抗蛋白的对抗机制等最新进展进行综述,为研究病毒与宿主相互作用的分子机制以及新型抗病毒药物的筛选提供借鉴.     

综述:天然免疫限制因子Tetherin的抗病毒机理研究进展

天然免疫限制因子Tetherin(骨髓基质细胞抗原2)是Ⅰ型干扰素诱导产生的Ⅱ型跨膜蛋白．Tetherin通过其特殊的拓扑结构,在病毒出芽过程中将病毒粒子连接在细胞膜表面,限制病毒的有效释放,从而发挥广谱性的抗病毒活性,而病毒也可以通过多种策略拮抗Tetherin的抗病毒活性．病毒与宿主长期抗争进化的结果表现为病毒特定拮抗蛋白对抗不同种属细胞Tetherin的限制存在种属特异性．本文通过对Tetherin的分子结构、抗病毒活性及其拮抗蛋白的对抗机制等最新进展进行综述,为研究病毒与宿主相互作用的分子机制以及新型抗病毒药物的筛选提供借鉴．     

APOBEC3G与Vif在HIV-1感染中的作用

载脂蛋白B mRNA编辑催化多肽样（apolipoprotein B mRNA-editing catalytic polypeptide-like,APOBEC）蛋白是一组胞嘧啶脱氨基酶,具有天然的抗病毒活性,对多种病毒具有抑制作用,特别是逆转录病毒. APOBEC3蛋白能够抑制人类免疫缺陷病毒(HIV-1)的感染,其中APOBEC3G和APOBEC3F的作用最强. APOBEC3G能够通过胞嘧啶脱氨基作用和非胞嘧啶脱氨基作用抑制病毒感染. HIV-1病毒感染因子(Vif) 蛋白主要经泛素-蛋白酶体途径介导APOBEC3G降解,从而拮抗其抗病毒作用. APOBEC3G和Vif之间相互作用的研究对于寻求新的抗HIV治疗靶点具有重要意义.     

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。     

DNA脱氨基:新发现的人类抗HIV机制

最近的研究进展表明,人体细抱内的载脂蛋白BmRNA编辑酶催化多肽样蛋白3G (APOBEC3G,也称为CEM15),可以将人类免疫缺陷病毒(HIV)逆转录产生的负链CDNA中的胞嘧啶脱氨基,转变为尿嘧啶,进而被人体细胞内相关酶类降解,或在正链CDNA上产生乌嘌呤到腺嘌呤的超突变,使病毒丧失活性,具有抗病毒作用。而HIVVif蛋白可以与APOBEC3G结合,激活遍在蛋白一蛋白酶体途径,降解APOBEC3G,对抗人体这一抗病毒活性。Vif蛋白与APOBEC3G的相互作用,将为人们研究抗HIV的药物提供新的思路。     

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。     

HIV-1限制因子及其基因多态性

HIV-1是造成世界艾滋病大流行的主要病毒,其在细胞中的复制过程大体分为:吸附,膜融合,脱衣壳,逆转录,入核,整合,转录翻译,病毒包装及出膜。针对这些过程,宿主细胞进化出各种细胞限制因子来限制HIV-1感染细胞。本文简要介绍TRIM5α、APOBEC3G和束缚蛋白(tetherin)等3个细胞限制因子及其基因多态性。     

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。     

泡沫逆转录病毒Bet蛋白的研究进展

泡沫逆转录病毒能长期感染哺乳动物宿主而不引发疾病,这一特点引起研究者们极大兴趣。有研究发现,泡沫逆转录病毒的辅助蛋白Bet不仅能调控病毒的基因表达和感染周期,对病毒慢性感染的建立有重要作用;还能阻止宿主细胞防御因子APOBEC3对病毒复制产生干扰,与病毒持续性感染的维持有关。为了阐明Bet在病毒复制和感染时所发挥的作用,本文对近年来有关Bet蛋白功能的研究进行了分析和总结。     

宿主抗病毒因子BST-2抑制HBV释放的研究进展

BST-2(Bone marrow stromal antigen 2,BST-2)一种宿主内天然抗病毒因子,自2008年首次报道其具有抗人类免疫缺陷病毒(HIV-1)释放的功能,一直认为BST-2主要在细胞膜上限制病毒释放。最近发现BST-2对在细胞内部组装的乙型肝炎病毒(HBV),同样具有抑制作用,扩大了BST-2抗病毒作用的范围。并且BST-2在多囊泡体(MVB)中抑制HBV的释放与抑制HIV-1在细胞膜中释放的作用机制相似。同时发现HBV能够拮抗BST-2的限制作用,而HBV病毒中发挥作用的拮抗因子,目前有两个观点,一是HBV在肝细胞的特定条件下利用调节蛋白HBx拮抗BST-2的限制作用,另一观点认为包膜蛋白HBs对BST-2存在拮抗作用。本文重点概述和讨论了BST-2限制HBV病毒的最新研究进展。     

HIV-1辅助蛋白Vif的结构与功能

HIV-1 Vif(viral infectivity factor)蛋白是由保守的vif基因编码的碱性蛋白质,是HIV-1病毒的辅助调节蛋白之一.研究表明Vif蛋白具有调节病毒侵入、组装、出芽和成熟等功能.此外,Vif蛋白能够特异性地与体内抗病毒因子APOBEC3G相互作用,增强病毒的感染性.因此,针对HIV-1Vif蛋白进行抑制剂设计已经成为抗HIV药物研究的热点之一.本文对HIV-1Vif蛋白的结构与功能研究的最新进展进行了综述.     

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。     

人APOBEC-3F和-3G的克隆表达、亚细胞定位及其抑制HBV的研究

载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽(apolipoprotein B mRNA-editing enzyme catalytic-polypeptide,APOBEC)家族成员,是近年来发现的具有抗病毒作用的天然免疫分子,对HIV和HBV等多种病毒具有抑制作用,为研究APOBEC的抗病毒作用,对APOBEC-3F和-3G进行克隆、表达及亚细胞定位分析．HBV主要的生物合成发生于细胞核中,利用核定位信号(NLS)及二联核定位信号(B-NLS)与APOBEC-3F和-3G融合表达,以进一步了解APOBEC-3F和-3G的亚细胞定位及功能．利用RT-PCR从植物凝集素(PHA)刺激的人外周血淋巴细胞RNA中,对APOBEC-3F和-3G进行克隆,利用HindⅢ和KpnⅠ双酶切插入到pcFlag载体中,脂质体转染MDCK细胞后利用免疫荧光检测APOBEC重组蛋白的亚细胞定位．电泳结果表明,RT-PCR扩增得到APOBEC-3F和-3G基因,双酶切鉴定结果表明,APOBEC真核表达载体构建成功,基因序列经DNA测序证实．免疫荧光结果表明,转染表达后的APOBEC-3F和-3G均定位于细胞胞浆中．APOBEC-3F和-3G可以在HepG2.2.15细胞中显著抑制HBV的复制．可以有效转运绿色荧光蛋白(GFP)入核的NLS及B-NLS,不能将APOBEC-3F和-3G有效地转运至核中．成功地对APOBEC家族中的两个重要成员APOBEC-3F和-3G进行了克隆、表达及亚细胞定位研究,为进一步利用APOBEC家族蛋白开发抗HIV及HBV药物提供基础．     

BST-2和Vpu相互作用抑制剂筛选模型的建立

骨髓基质细胞抗原2(Bone marrow stromal cell antigen 2,BST-2,又称Tetherin、CD317、HM1.24)是宿主先天性免疫应答的组成部分,可抑制人类免疫缺陷病毒1(Human immunodeficiency virus 1,HIV-1)的释放,HIV-1的辅助蛋白Vpu可通过跨膜区与BST-2的跨膜区产生相互作用,进而将其降解,下调其在细胞表面的数量,拮抗BST-2的抗病毒功能。本研究将海肾荧光素酶(Renilla luciferase,Rluc)与BST-2的N端连接,增强型黄色荧光蛋白(Enhanced yellow fluorescent protein,EYFP)与Vpu的C端连接,分别构建质粒RB和VE,使两种融合蛋白在细胞内共表达,产生生物发光共振能量转移(Bioluninescence resonance energy transfer,BRET)信号,进而建立稳定双表达细胞系,以BST-2和Vpu的跨膜区相互作用为靶点,应用BRET技术,建立两种蛋白相互作用抑制剂的筛选模型,以期通过BRET信号变化筛选出相互作用抑制剂,发展新型的艾滋病治疗手段。     

激光扫描共聚焦显微镜研究APOBEC3G蛋白的亚细胞定位

采用RT-PCR技术,从HIV的非允许性H9细胞中获得载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样蛋白3G(APOBEC3G)的全长cDNA。APOBEC3G cDNA全长1 155nt,编码384个氨基酸。将APOBEC3G克隆到真核表达载体pEGFP-C3上,转染CD4 HeLa细胞,激光扫描共聚焦显微镜下可观察到表达的GFP-APOBEC3G融合蛋白定位于细胞质。     

小鼠APOBEC3的结构与功能分析

随着对APOBEC3抗病毒功能的深入研究以及其在癌症中的表现,APOBEC3已成为当前的热点。小鼠只有一个APOBEC3基因,而人类有七个APOBEC3基因,人类APOBEC3G是其中研究最明确的抗病毒蛋白。利用生物信息学方法对两个蛋白进行序列比对、亲疏水性分析、亚细胞定位预测、二级结构及高级结构分析以及相互作用分析。结果显示小鼠APOBEC3和人类APOBEC3G具有很多相似之处,二者均为碱性的不稳定亲水性蛋白质,二者含量最高的氨基酸也都是Leu。小鼠APOBEC3属于APOBEC超家族,具有两个保守的结构域。小鼠APOEC3的结构分析可能对进一步揭示哺乳动物APOBEC3的功能具有重要意义。     

干扰素系统与病毒的相互作用

干扰素是最早发现的细胞因子之一,不同类型的IFN生物活性基本相同,具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等作用。病毒侵染细胞,诱导细胞产生IFN,IFN通过不同的作用机制启动宿主防御系统,激活酶和作用因子来拮抗病毒的侵染、复制和转录过程。正因为干扰素在抗病毒防御过程中的关键作用,因此病毒已经衍生出了有效的方式能够成功的侵染宿主。病毒通过表达一些拮抗蛋白来干扰IFN的诱导产生、IFN的信号转导或效应蛋白的作用,从而终止干扰素的产生并破坏干扰素诱导的其它因子的作用来逃避干扰素的作用。     

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。