外泌体：病毒与宿主博弈的另一“角斗场”

外泌体是一类小型的细胞外囊泡,可以包裹蛋白质、核酸等生物活性分子随体液循环到达机体各处,具有广泛的信息传递作用。研究发现,外泌体在病毒感染宿主的过程中也扮演着重要的角色。病毒需要在宿主细胞内完成复制周期并释放子代病毒,而这一过程与外泌体的产生及分泌途径有共通的部分。一方面,病毒可以"挟持"外泌体并将自身成分装入其中,逃避宿主的免疫应答,促进其在细胞间的传播。另一方面,宿主细胞也可利用外泌体传递抗病毒因子以抑制病毒感染。文中旨在从病毒与宿主两方面阐述外泌体在病毒感染宿主过程中的作用,以期为该领域的研究提供新的思路。     

黄病毒科病毒编码的非结构蛋白及其功能

黄病毒科病毒是一类具有囊膜的ＲＮＡ病毒,现包括黄病毒、瘟病毒及类丙型肝炎病毒三个属。该科的许多病毒均是引起人和动物一些严重疾病的病原,其基因组为一单股正链的ＲＮＡ分子,分别编码病毒的结构蛋白和非结构蛋白,其中非结构蛋白对于病毒的复制及病毒与其宿主细胞的相互作用起着极为重要的作用。本文综述了该科病毒编码的非结构蛋白及其主要功能,旨在深入了解和研究该科病毒的复制规律,以有助于由该科病毒引起的许多严重病毒病的防治     

猪流行性腹泻病毒通过病毒蛋白酶激活Caspase-3诱导细胞凋亡

冠状病毒是一大类能够引起呼吸系统疾病,从而威胁人类健康的病毒．目前,对冠状病毒诱导细胞凋亡及其机制研究甚少.本研究以动物冠状病毒 猪流行性腹泻病毒(PEDV) 为模型探讨冠状病毒诱导细胞凋亡效应及其可能作用机制. 通过流式细胞术检测发现感染PEDV病毒后细胞凋亡率明显升高,且PEDV诱导细胞凋亡呈时间和剂量依赖性(P<0.05或P<0.01);进一步研究发现,冠状病毒木瓜样蛋白酶（PLP）在病毒引起凋亡过程中起重要作用.实验发现,转染PEDV-PLP质粒后,caspase-3活化体表达水平明显升高. 提示冠状病毒PLP蛋白酶通过激活caspase-3在病毒诱导细胞凋亡过程中起着关键作用. 以上结果为研究人类冠状病毒PLP蛋白功能及其通过细胞凋亡调节宿主抗病毒天然免疫机制提供重要基础.     

冠状病毒分子生物学研究进展

1 冠状病毒概述 冠状病毒属于冠状病毒科,是病毒中的一个大家族,因电镜下病毒颗粒形似王冠而得名.形态为圆形、椭圆形或轻度多形性,直径为100nm～120nm.人冠状病毒有两个血清型,即HcoV-229E和HcoV-OC43,是人呼吸道感染的重要病原,人类20%的普通感冒由冠状病毒引起[1].儿童的冠状病毒感染并不常见,但是5～9岁儿童有50%可检出中和抗体,成人中70%中和抗体阳性.冠状病毒也是成人慢性气管炎患者急性加重的重要病因之一.由于冠状病毒易于变异,同一株病毒可重复感染人体.冠状病毒具有严格的宿主特异性,只感染自然宿主或亲缘关系密切的宿主.冠状病毒感染广泛分布于全世界各地,主要发生在冬春季节.     

猪肠道冠状病毒与入侵受体氨基肽酶N的相互作用

猪肠道冠状病毒是目前危害养猪产业的重要病原。目前已发现能够感染猪肠道的致病性冠状病毒有4种：猪传染性胃肠炎病毒、猪流行性腹泻病毒、猪丁型冠状病毒和猪肠道甲型冠状病毒。冠状病毒感染宿主的第一步是识别宿主细胞膜受体分子并与之结合,随后启动入侵及膜融合进而使病毒基因组进入宿主细胞内部。因此,冠状病毒受体是决定其宿主范围及组织嗜性的关键因素。确定冠状病毒受体及病毒与受体的结合机制对预防新发病毒及开发冠状病毒治疗性药物具有重要意义。猪传染性胃肠炎病毒利用猪氨基肽酶N（aminopeptidase N,APN）作为感染宿主的功能性受体,并利用唾液酸作为辅助结合因子。猪APN最初也被鉴定为猪流行性腹泻病毒的功能性受体,但近年的研究结果与前面的报道存在较大的差异,产生了较大的争议。最近的研究认为,猪丁型冠状病毒的功能性受体也是APN,并且猪丁型冠状病毒能够利用多个物种的APN作为功能性受体,这与其跨物种传播具有密切关系。最新发现的猪肠道甲型冠状病毒则不使用APN作为其入侵受体。本文综述了前面3种猪肠道病毒感染宿主细胞的受体及结合机制的研究进展,并比较分析了猪APN及唾液酸在不同猪肠道冠状病毒入侵宿主过程中结合方式的异同,为进一步研究新发猪肠道冠状病毒受体提供参考。     

SARS冠状病毒中的核衣壳蛋白

严重急性呼吸综合征(SARS)的元凶是一种新冠状病毒,研究病毒结构蛋白的功能有助于了解病毒的感染、复制和包装等生理过程。其中核衣壳蛋白是SARS冠状病毒中含量最丰富和最保守的结构蛋白,自身聚合后包被病毒RNA基因组形成螺旋状核壳体是SARS冠状病毒成熟的关键步骤;核衣壳蛋白能与病毒或宿主细胞中多种蛋白质相互作用,还能影响宿主细胞的多个通路。因此核衣壳蛋白是一个重要的多功能蛋白质,参与了病毒感染、复制和病毒包装等过程。     

外泌体介导的miRNAs对恶性肿瘤调控作用研究的新进展

外泌体是一种直径为30 nm^100 nm的细胞外脂质囊泡,几乎可以被所有类型的细胞释放,包括癌细胞。作为细胞间通讯的重要介质,宿主细胞或癌细胞分泌的外泌体可以介导包括miRNA、mRNA、DNA片段及蛋白质在内的多种物质参与肿瘤的发生、生长、侵袭及转移过程。尤其是miRNA已经被证实是肿瘤衍生的外泌体用于实现自身功能机制的重要组成部分。因此,外泌体miRNA在调节肿瘤发生发展、侵袭转移、肿瘤免疫应答、肿瘤血管生成及肿瘤耐药方面具有显著功能。本文就外泌体介导的miRNA对肿瘤的相关调控作用作一综述。     

冠状病毒的基因组结构及特征

冠状病毒(Coronavirus)是具有包膜的正单链RNA病毒,基因组大小介于26 000与32 000 nt之间,编码刺突蛋白(S)、包膜蛋白(E)、膜蛋白(M)和核壳蛋白(N)等四种结构蛋白、复制酶(ORF1a/b)与若干辅助蛋白,部分病毒还具有血细胞凝集素酯酶(HE),这些蛋白除维持病毒结构,还有促进感染与抵抗宿主免疫反应等功能,其中刺突蛋白可与宿主细胞表面的受体结合,使病毒包膜和宿主细胞的膜融合以感染细胞.冠状病毒的感染会影响细胞的许多信号转导途径,引发免疫反应,是一类可感染哺乳动物与鸟类的病毒.     

RNA病毒利用外泌体促进病毒感染的研究进展

外泌体是一种由细胞主动向胞外分泌的囊泡类小体,因其能在细胞间传递蛋白、脂类和核酸等分子,而被认为是一种新的重要的细胞间通讯方式。RNA病毒,如HIV-1、HCV等,作为一类重要的病原体,一直影响着全人类的健康。近来的研究发现,病毒能够利用外泌体的某些相关功能促进其复制与传播。然而,对外泌体与病毒感染的相关研究才刚刚起步,尚有很多方面并未被详细认知,所要研究的内容还有很多。本文主要总结了外泌体在一些RNA病毒感染中的促进作用及其可能的机制,以期让大家了解RNA病毒与外泌体之间已有的相互关系。     

NS3蛋白在黄病毒科病毒生命活动中的作用

黄病毒科病毒包括三个属,即黄病毒属(Flavivirus),瘟病毒属(Pestivirus)和丙型肝炎病毒属(Hepacivirus)。这些病毒均能引起人和动物患严重疾病。黄病毒属黄热病毒(Yellow fever virus,YFV)、登革病毒(Dengue virus,DEN)能引起发烧、出血,患者死亡率极高,瘟病毒属牛腹泻病     

沙门菌效应蛋白对宿主细胞的影响及分子机制

沙门菌(Salmonella spp.)作为胞内病原菌,通过侵入宿主细胞,导致人类和多种动物感染疾病。在与宿主细胞的长期斗争中,沙门菌进化出多种机制来逃避宿主的监视与防御,从而完成侵入并生存增殖的过程。尽管一些效应蛋白靶向的宿主因子已经被发现,但大多数效应蛋白的靶点尚且未知。本文综述了沙门菌效应蛋白对宿主细胞生理活动的影响,包括对细胞骨架的变化、炎症应答、胞膜修饰和滤泡的胞内移动现象及其分子机制进行阐述。     

乙酰化修饰在嗜肺军团菌致病过程中的作用

乙酰化修饰是由乙酰基转移酶、去乙酰化酶介导的可逆的蛋白质翻译后修饰。其中,乙酰基转移酶将乙酰辅酶A的乙酰基团转移至底物蛋白的氨基酸残基,而乙酰基团的去除由去乙酰化酶完成。乙酰化修饰参与许多基本生物学过程的调节作用,越来越多的研究表明,蛋白质乙酰化修饰在病原菌的致病过程中具有重要作用。病原菌,如引起非典型性肺炎的嗜肺军团菌,可以通过分泌具有乙酰基转移酶活性的效应蛋白靶向宿主细胞信号通路的关键蛋白质因子,干扰宿主细胞信号通路及免疫反应。本文主要从嗜肺军团菌的致病机制、乙酰化修饰及乙酰化修饰在病原体致病过程中的调控作用进行综述,突出已知的乙酰化毒力蛋白的例子,并讨论它们如何影响与宿主的相互作用,为理解乙酰化修饰在嗜肺军团菌致病过程中的作用机制提供参考。     

西瓜食酸菌与黄瓜互作转录组分析

【背景】细菌性果斑病是一种严重的种传细菌病害,其病原菌为西瓜食酸菌。截至目前对该病病原菌与寄主的互作机制认识极为有限。葫芦科的模式植物黄瓜易被西瓜食酸菌侵染发病,对西瓜食酸菌-黄瓜互作体系进行转录组分析,可以为探究西瓜食酸菌与寄主互作机制奠定重要基础。【目的】解析西瓜食酸菌-黄瓜互作时的相互响应规律。【方法】以细菌悬液注射接种6d黄瓜子叶,处理48 h的子叶作为转录组测序样本。利用RNA-Seq技术分析西瓜食酸菌FC440菌株与黄瓜9930品种互作时基因的表达特征。【结果】测序数据质量分析发现,各样品不同重复间相关性较强,与参考基因组比对率达95%以上,聚类分析发现对照组与处理组表达模式相反,样品处理达到一定效果,表明数据整体质量较高。选取6个差异表达基因进行RT-qPCR验证,结果显示6个基因的表达模式与转录组结果基本一致,表明转录组测序结果比较可靠。西瓜食酸菌和黄瓜互作48 h后,在转录组水平分别检测到1 618个和8 698个差异表达基因。Gene Ontology (GO)功能注释显示,细菌的差异基因显著富集在细胞组分中的细胞膜(37.5%)和膜部分(27.0%),生物过程中的氧化还原过程(66.7%)以及分子功能中的水解酶活性(66.5%);黄瓜的差异基因显著富集在细胞组分中的质体(22.2%)和叶绿体(21.3%),分子功能中的催化活性(70.0%)以及生物过程中的碳水化合物衍生物代谢(32.2%)。Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)分析显示,细菌中致病相关基因显著富集在群体感应及细菌趋化性途径,而且群体感应系统基因下调更显著。黄瓜中调控钙依赖蛋白激酶(Calcium-Dependent Protein Kinase,CDPK)、钙调素和类钙调素(Calmodulin and Calmodulin-Like,CaMCML)及呼吸氧暴发激酶(Respiratory Burst Oxidase Homologne,Rboh)的基因总体上调,调控苯丙氨酸裂解酶(Phenylalanine Ammonia-Lyase,PAL)的基因和谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-Transferase,GST)的基因在相应代谢途径中数量最多且上调程度明显。【结论】获得较高质量的西瓜食酸菌与黄瓜互作的转录组测序结果。群体感应与西瓜食酸菌FC440菌株致病力密切相关;寄主黄瓜应对西瓜食酸菌侵染以Ca~(2+)信号激活的防御反应为主。PAL和GST在黄瓜抵抗西瓜食酸菌侵染中发挥重要作用。本研究为进一步深入解析西瓜食酸菌与寄主互作的机制奠定了基础。     

The interplay between host toxins and parasitism by Amoebophrya

The parasitic dinoflagellate Amoebophrya sp. ex Karlodinium veneficum was used to test two hypotheses: (1) infection of cells decreases with increasing host toxicity and (2) parasitism causes the catabolism of host toxin. To test the first hypothesis, host strains differing in toxin content were inoculated with dinospores of Amoebophrya sp. derived from infected cultures of toxic and non-toxic K. veneficum, with resulting infections assessed following 24-h incubations. Contrary to expectations, infection of K. veneficum by Amoebophrya sp. was positively correlated with host toxicity. To examine the second hypothesis, synchronous infection with >80% of cells being parasitized was induced using a toxic strain of K. veneficum, and total toxin concentration (intracellular plus extracellular levels of KmTX1) was followed over the 3-day infection cycle. Toxin content ml⁻¹ increased with growth of K. veneficum in uninfected control cultures, but declined in infected cultures as the parasite completed its life cycle. On a cellular basis, toxin content of infected and uninfected cultures differed little during the experiment, suggesting that the parasite does not actively catabolise host toxin. Rather, infection appears to promote degradation of toxins via death of host cells and subsequent bacterial activity. Results indicate that Amoebophrya sp. ex K. veneficum has greater potential to impact toxic strains relative to non-toxic host strains in natural systems. Thus, Amoebophrya sp. ex. K. veneficum may limit the occurrence of toxic K. veneficum blooms in marine and estuarine environments, while simultaneously functioning as a pathway for dissipation of host toxin.     

香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌在无菌猪肠道中的定殖

【背景】已有研究表明,微生物在宿主肠道中的定殖受宿主、肠道环境、微生物物种特性和菌株来源等多个因素的影响。一般认为,来源于同类宿主的微生物菌株,在该类宿主肠道中具有定殖优势,但缺乏在物种和菌株水平上研究微生物自身特性在宿主肠道中定殖的研究报道。【目的】将不同来源(同类宿主肠道、非同类宿主肠道和非肠道环境)、具有不同生物学特性的3株香坊肠球菌(Enterococcus xiangfangensis)和4株罗伊氏乳杆菌(Lactobacillusreuteri)对无菌猪肠道进行定殖,在物种和菌株2个水平上探究物种特性和菌株来源对宿主肠道定殖的偏好性,揭示影响微生物定殖效率的关键因素。【方法】在本项研究中,将从藏猪(Tibetan pigs)、小鼠(ob/ob mice)、食蟹猴(Macaca fascicularis)和发酵食品中分离得到的多株香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌,制成混合菌剂对无菌巴马香猪(Bama miniature pig)进行为期4周的饲喂,并通过实时荧光定量PCR方法检测这7株菌在无菌猪肠道中的定殖情况。【结果】在物种水平上,香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌在无菌猪体内具有相近的定殖...     

水椰八角铁甲和椰心叶甲对椰子和银海枣的寄主选择性

【目的】水椰八角铁甲和椰心叶甲均为棕榈科植物的重要入侵害虫,两者的外部形态、取食部位和危害特征相似。研究它们的寄主选择性有助于了解这2种害虫的扩散和成灾机制。【方法】在室内用椰子和银海枣2种寄主植物分别饲养水椰八角铁甲和椰心叶甲,研究在不同寄主植物上水椰八角铁甲和椰心叶甲的存活率、产卵率、发育历期等以及这2种害虫对不同寄主植物的选择性。【结果】水椰八角铁甲在2种寄主上的存活率差异显著,除了卵期和蛹期之外,幼虫期各虫态在银海枣上的存活率明显比在椰子上的存活率高;椰心叶甲在椰子上的存活率高于银海枣,各虫态平均存活率分别为95%和86%。取食银海枣的水椰八角铁甲达标准卵量概率为0.23,取食椰子不产卵,无法完成整个世代;取食椰子的椰心叶甲达标准卵量概率为0.86,取食银海枣不产卵,也无法完成整个世代;水椰八角铁甲取食银海枣完成世代的实验种群趋势指数为12.55,椰心叶甲取食椰子完成世代的实验种群趋势指数为66.55。【结论】水椰八角铁甲和椰心叶甲分别对银海枣和椰子这2种寄主植物具有明显的选择性。在海南椰子树的数量远远超过银海枣,该实验结果在一定程度上解释了椰心叶甲在海南岛广泛分布而水椰八角铁甲只是零星发生的原因。     

牛支原体LRR5蛋白原核表达及其在牛支原体入侵宿主细胞过程中的作用分析

致病性支原体具有入侵宿主细胞的能力,这是其发挥致病作用的关键。介导支原体入侵宿主细胞的自身功能蛋白可能是一种潜在的药物或疫苗靶标。【目的】克隆表达牛支原体(Mycoplasmabovis) MBOVPG45_0564基因编码蛋白(命名为LRR5蛋白),并探究其在M. bovis入侵宿主细胞过程中的作用。【方法】利用NCBI数据库对MBOVPG45_0564基因进行同源性分析,用Discovery Studio Client系统对LRR5蛋白进行蛋白结构预测;原核表达LRR5蛋白并制备其小鼠多克隆抗体,利用免疫电镜对LRR5蛋白进行亚细胞定位;通过平板计数、激光共聚焦显微镜观察LRR5抗体封闭后M. bovis对胎牛肺(embryonic bovine lung, EBL)细胞入侵率的变化;将LRR5蛋白偶联至荧光微球表面后,以激光共聚焦显微镜及高内涵活细胞成像系统观察微球进入EBL细胞情况。【结果】MBOVPG45_0564基因在牛支原体属中为保守基因,其编码蛋白LRR5为膜相关蛋白,空间构象呈典型的月牙状,多个重复的亮氨酸基序以超螺旋方式组装并形成螺线管蛋白质结构单元。LRR5抗体封闭后,M. bovis对EBL细胞的入侵率显著降低(P<0.05),荧光微球偶联LRR5蛋白后,荧光微球可成功进入EBL细胞。【结论】MBOVPG45_0564基因编码的LRR5蛋白定位在M. bovis膜上,在M. bovis入侵宿主细胞过程中发挥着重要作用。     

原产地和入侵地紫茎泽兰对泽兰实蝇的选择性、卵巢蛋白质含量与解毒酶活性的影响

[目的] 紫茎泽兰是我国危害严重的恶性入侵杂草。比较专一性天敌泽兰实蝇对该杂草入侵前后植株的适应性,是揭示外来植物入侵后适应性机制的重要科学问题之一。[方法] 比较泽兰实蝇对原产地和入侵地紫茎泽兰植株的寄主选择性,并测定寄生于2类植株的上泽兰实蝇卵巢蛋白质含量及乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶活性。[结果] 泽兰实蝇对原产地和入侵地紫茎泽兰的选择无显著性差异;寄生在紫茎泽兰入侵地植株上的卵巢蛋白质含量较原产地植株上更高。解毒酶活力比较表明,入侵地紫茎泽兰上泽兰实蝇的羧酸酯酶活性低于原产地上的,但谷胱甘肽S-转移酶（雌虫）活性比较则相反,乙酰胆碱酯酶活性比较均无显著性差异。[结论] 紫茎泽兰入侵后,专一性天敌泽兰实蝇的适应性有所下降,丰富了外来植物入侵机制中天敌逃逸假说的内涵。     

幽门螺杆菌分子伴侣GroEL相互作用蛋白分析

【目的】获得幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,HP) GroEL结合蛋白质组构成谱,为进一步探究GroEL及其与相互作用蛋白在HP致病机制中的作用提供新思路。【方法】在构建HP GroEL原核表达重组大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)⁽pET-28a(+)-groEL)基础上,纯化带有His标签的GroEL蛋白,与HP全菌蛋白提取液共孵育后,利用Protein G磁珠和抗His标签抗体免疫沉淀法对复合物进行捕获,然后对复合物中GroEL及其结合的蛋白质进行质谱法鉴定,根据主要功能对其进行分类,并完成蛋白质相互关系网络分析。【结果】对GroEL蛋白捕获成分进行分析,共鉴定出59种可能与GroEL结合的蛋白质,其中包括19种代谢酶类(KatA、GltA和AhpC等参与氧化还原相关酶类7种,PepA、RocF和HtrA等肽酶5种,以及2种参与脂肪代谢酶、2种参与ATP合成酶、2种尿素酶和HP17＿08079蛋白等)、15种外膜蛋白(黏附素BabA、SabA、HapA及其他膜蛋白等)、8种转录翻译相关蛋白(Tuf、RpoBC...     

hsc70-4基因促进家蚕核型多角体病毒复制增殖

【目的】热休克应答(heatshockresponse,HSR)是机体细胞应对环境压力的一种重要防御策略,鉴定热休克蛋白在杆状病毒侵染宿主过程中的功能,并揭示其作用的分子机制,为探明宿主与病毒相互作用的分子基础提供理论依据。【方法】通过分子克隆技术对Bmhsc70-4基因进行克隆,并利用BioEdit及GeneDoc对其进行多序列比对分析;分别通过真核表达和基于CRISPR/Cas9的基因编辑系统对Bmhsc70-4基因进行过表达和敲除;利用荧光定量PCR技术检测相应基因的表达量;通过对Caspase-9和Caspase-3/7活性的检测确定Bmhsc70-4基因对细胞凋亡的影响;通过免疫荧光验证BmHSC70-4和BmIAP的共定位情况,并进一步通过免疫共沉淀验证它们的相互作用。【结果】Bmhsc70-4基因开放阅读框为1950bp,编码649个氨基酸,在昆虫间具有较高的保守性;BmNPV能够诱导Bmhsc70-4基因上调表达,过表达Bmhsc70-4基因能够促进BmNPV的增殖,敲除Bmhsc70-4基因能够抑制BmNPV的增殖,表明Bmhsc70-4基因的表达利于BmNPV的增殖;Bmhsc70-4基因具有抑制家蚕细胞凋亡的功能;荧光共定位显示BmHSC70-4和BmIAP共定位于细胞质中,免疫共沉淀结果表明两者可以相互作用;BmNPV侵染过程中Bmhsc70-4基因能够促进Bmiap基因的表达。【结论】Bmhsc70-4基因具有抑制家蚕细胞凋亡的功能,在BmNPV侵染家蚕细胞过程中,能够与BmIAP相互作用,并促进BmNPV复制增殖。