重大病毒性疾病病原体对细胞凋亡的影响及对宿主限制因子拮抗功能的研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoxin1987212
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病毒性疾病即由病毒感染所引起的疾病。近年来,多次爆发的禽流感病毒、肠道病毒等给我国带来严重的危害,此外,艾滋病患者人数的逐年增加,也为我国的公共卫生事业带来新的挑战。病毒感染常伴有机体免疫系统紊乱,引发异常凋亡,抑制抗病毒因子等现象,从而使机体发生病理性变化。此外还具有广泛的传播性与流行性。因此,病毒性疾病已成为当今世界上的研究热点。细胞凋亡是指,由一系列基因控制的、发生在个体发育过程中,在受到各种死亡信号刺激后而发生的主动死亡过程。凋亡的发生需要内源凋亡信号和外源凋亡信号的共同刺激,从而激活细胞内编码的自杀程序。凋亡发生在真核细胞内。细胞凋亡亦是一个自身消除异常细胞,维持自身环境稳定的动态过程,在许多病理和生理调节过程中所发挥的作用都非常之大。因此,对凋亡进行定性和定量的检测对临床用药或基础研究均具有指导意义。病毒对宿主限制因子拮抗的典范为HIV辅助蛋白Vif对APOBEC3家族蛋白具有降解作用。Vif能够抑制胞嘧啶脱氨酶APOBEC3蛋白家族的抗病毒活性,其机制机理是,辅助蛋白Vif与具有与宿主细胞内的ElonginB、ElonginC和Cul5结合形成E3复合物的能力,并通过泛素化途径降解APOBEC3家族蛋白。本研究以目前国内流行的肠道病毒CA16和艾滋病病毒为例,由表及里的将病毒对人类机体的影响做以分析,并对其机制做以初步探索。感染CA16的患者会表现出许多的并发症,由于细胞的异常凋亡会引发许多疾病。因此,我们应用细胞形态学检测法、细胞核染色法、DNA Ladder法以及Annexin V-PI染色法对CA16是否诱导细胞凋亡做以评估。并试图寻找CA16诱导细胞凋亡的关键蛋白以及CA16诱导凋亡的机制。近年来,与HIV密切相关的Vpx,SAMHD1和Vpr蛋白均受到较为广泛的研究。文献表明,Vpr是HIV的凋亡相关蛋白,且Vpr具有CRL4(DCAF1)E3的连接方式,因此我们对具有同样连接方式的Vpx做出猜想,Vpx能否成为HIV的另一个凋亡相关因子;Vpx与SAMHD1的关系紧密,而Vpr是否也能与SAMHD1相联系?因此本论文对Vpx介导SAMHD1降解的新区域做以寻找,希望能对之后HIV凋亡,亦或HIV机制等方面的研究提供理论数据。本论文包括以下几方面内容:1.病毒性疾病病原体引起细胞凋亡的探究将CA16同时感染HEK293T、Magi、Vero、HepG2和A172这5种细胞,并通过经典的凋亡检测方法于感染后不同时间对细胞凋亡做出判断。结果显示,CA16能够诱导Magi、Vero、HepG2和A172发生凋亡,而对HEK293T的影响较小,病毒感染后48h,HEK293T仍具有完整的细胞核,且细胞形态良好。同时我们应用Real-Time PCR法对病毒在不同细胞内的复制情况做以评估。实验结果显示,病毒在以上细胞内均能复制。由此,我们还可得出结论,即CA16不能诱导HEK293T发生凋亡,与病毒的复制无关。细胞凋亡的发生可能与某一特定的蛋白相关,我们参考关于EV71的3C和2A蛋白对凋亡有促进作用的文献,构建CA16的2A和3C蛋白,将其瞬时转染至Vero细胞,对是否会引起细胞凋亡做评估。实验结果表明,这两种蛋白均不能够引起Vero发生凋亡。由此,我们猜想,CA16对凋亡的诱导可能存在其他单独作用的蛋白,或其他蛋白能与2A和3C共同作用,诱导细胞凋亡。2.病毒性疾病病原体抗病毒机制的探究与HIV相关的SAMHD1蛋白包括SAM和HD区域,SAMHD1能够抑制CD4+T细胞和人类骨髓样细胞以及HIV、SIV的感染。Vpx与SAMHD1通过CRL4(DCAF1)E3连接酶的方式促使SAMHD1发生蛋白酶体降解,Vpx与SAMHD1的C端连接。然而,Vpx介导的SAMHD1降解的区域还不是很明了。因此,对其降解区域的研究显得至关重要。在本论文中,我们设计一些SAMHD1的N端缺失突变体,将这些突变体与Vpx同时转染至HEK293T细胞,通过免疫印迹等方法寻找Vpx降解SAMHD1区域。由实验结果可知,SAM和HD的连接区域以及HD区域对Vpx介导的降解非常重要。SAMHD1的SAM区和N端区域,是Vpx介导的降解所必须的区域。SAMHD1包含一个经典的核定位信号(NLS),但从我们的实验结果得知,NLS突变却在细胞质内,并能够抑制Vpx的降解。因此,本文还着重论述了NLS区域。我们将SAMHD1的NLS做突变,研究Vpx与SAMHD1K11A的关系,以及SAMHD1K11A自身定位的问题。结果表明,SAMHD1K11A被发现存在于细胞质内,并且能够抑制Vpx对其的降解。当有野生型的SAMHD1存在时,SAMHD1K11A会重新被定位在细胞核内,并同时恢复了对Vpx的敏感性。与SAMHD1K11A不同,其他的SAMHD1突变体均在细胞核内。因此,我们推测,SAMHD1包含一个除NLS之外的其他的核定位信号。综上,本研究为病毒性疾病的机制研究奠定了基础,同时还能为病毒性疾病的靶向治疗提供新方向。
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