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非洲猪瘟病毒感染机制
现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2019/3/19 16:02:49 关注：851 评论： 我要投稿
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非洲猪瘟（ASF）是猪的一种高度传染性病毒病，在家猪中死亡率可高达100%。ASF是一种基因较大的双链DNA病毒，ASF病毒是非洲猪瘟病毒科中的唯一成员，其复制主要在巨噬细胞的细胞质中进行。该病毒的储存宿主包括非洲野猪和钝缘软蜱，ASFV在其自然储存中的感染通常是无临床症状，可发展为持续感染状态。充分了解ASFV感染机制对研制特效药物和新型疫苗具有十分重要的指导作用。
一、病毒进入细胞机制
ASFV感染周期始于病毒吸附和进入宿主细胞。早期关于ASFV感染进入细胞的研究表明这是一个需要低pH并且对温度高度依赖性的过程，与Vero细胞和猪巨噬细胞中足量和特异性受体介导的内吞作用相一致。然而，病毒的感染受体仍然未知。ASFV的有限细胞嗜性提示感染需要巨噬细胞特异性受体。ASFV成功感染猪巨噬细胞和单核细胞与CD163清道夫受体的表达有关，CD163是巨噬细胞成熟的标志。它以前被认为是一种潜在的病毒受体，因为该分子的单克隆抗体能够阻断原肺泡巨噬细胞的感染。然而，最近在格鲁吉亚2007/1病毒分离株感染的研究表明CD163不是必须需要的。用CRISPR/Cas9系统产生的CD163完全敲除的基因编辑猪在临床症状、死亡率、病理学或病毒血症方面没有差异。这些研究的一个结论是，CD163对于非洲猪瘟病毒的感染可能是需要的，但不是必须的，提示其他巨噬细胞表面蛋白可能参与感染过程。尽管存在对病毒进入的受体依赖性机制的支持，如网格蛋白介导的动力依赖性内吞作用。也有证据表明，ASFV利用其他机制，如吞噬作用和巨胞饮作用。此外，病毒成功进入也需要胆固醇的存在。这些机制发生在适用于病毒分离的巨噬细胞靶细胞和Vero细胞。此外，一些ASFV蛋白参与了P30的进入机制，对病毒内化具有重要意义，而其他蛋白如P12和P54作为潜在的病毒附着蛋白也被鉴定出来。
二、ASFV进入细胞内途径
非洲猪瘟病毒感染无论是哪种途径感染最终到达的是内吞途径。一旦病毒进入细胞内吞途径，它必须通过不同的内吞体来实现成功感染。内吞途径成熟的前提条件是相关蛋白质和脂类被精确的汇集到内体膜上。Rab GTPase蛋白家族是内体成熟途径的主要调控因子，其中Rab家族的每个成员都位于不同的内部小体中。在病毒吸附细胞几分钟后，进入的病毒就可以在被Rab5和EEA1标记的早期的内涵体（EE）中发现。事实上，完全包埋的病毒粒子只在EE的上被发现，而不存于其他成熟酸性小体中。Bafilomycin A1对内体酸化的抑制作用可防止病毒死亡，只有在这种条件下，才可能在CD63阳性的及表达Rab7的晚期多泡内体内观察到完整的病毒。在正常条件下，后期内体仅含有缺乏衣壳蛋白的病毒核心。病毒脱壳发生在感染后30至45分钟成熟的内涵体酸性腔内。成熟的内部小体是表达CD63多泡体，其特征是存在腔内小泡，以及表达Rab7的晚期内涵体。病毒颗粒一旦开始脱壳，就会暴露出内膜，从而允许它们相互作用并随后融合到病毒膜上。随着内涵体和裸核释放到细胞质中，以便开始复制。这一过程强烈依赖于内部小体膜上的胆固醇的出现。事实上，阻断胆固醇的转运导致病毒离子在内部小体内滞留，抑制感染的发生。内包膜病毒PE248R蛋白也参与了病毒融合。该蛋白与痘病毒进入/融合复合物的某些成员具有序列相似性。内部小体成熟的其他抑制剂，如 wortmannin（渥曼青霉素），一种磷脂酰肌醇3(PI3)激酶抑制剂，可阻断早期内体融合，nocodazole（诺科达唑）是一种干扰微管依赖性内涵体转运的抑制剂，它还可预防ASFV感染。
三、ASFV DNA复制与基因表达
进入细胞的ASFV病毒在靠近微管组织中心（MTOC）的核周区到达它们的复制位点。在DNA复制开始前早期基因就立即表达，两个DNA链都是作为编码链的替代物，这是可能的，因为几种酶在病毒转录过程中包裹在病毒核心。DNA复制后，中间和晚期基因的转录开始。ASFV约占20%基因组的编码基因参与mRNA的转录和修饰。这种转录机制使ASFV与宿主具有相对独立性，并且精确地定位和时间控制其基因表达。通过原位杂交和放射自显影在感染细胞的薄切片中确定了ASFV DNA复制中的核阶段的存在，尽管细胞核在病毒复制中的确切作用尚不清楚。对在碱性蔗糖梯度中复制的病毒DNA的沉淀分析表明，（小的DNA片段在核内被脉冲标记）小的DNA片段的复制在病毒DNA复制的早期，而在后期，较大的分子在细胞质中合成。在ASFV感染细胞的细胞核和细胞质中合成的复制中间体由头对头连接体组成。细胞核可能提供小规模的转录模式或其他因素，或者引发病毒DNA复制的早期阶段所需的其他因素。
四、病毒复制场所的形成
微管被运输到病毒核周区，复制才开始发生。病毒复制需要具有完整性的微管存在，并且发现病毒颗粒与进入时稳定的微管相关。此外，nocodazole（诺科达唑），干扰微管细丝的聚合，阻止病毒正确复制。结构蛋白p54在病毒感染过程中与动力蛋白相互作用，可能构成微管介导的病毒转运的分子机制。
病毒复制位置位于靠近细胞核的细胞质中，在微管组织中心（MTOC）上可以被认为是单个且大的核周区。在该位点，病毒蛋白和DNA聚集，组装新合成的病毒粒子。由中间丝波形蛋白构成的笼状结构环绕在病毒复制的位点，可能阻止病毒成分进入细胞质并在组装位点浓汇集构蛋白。然而，HDAC6和Bag3都不是病毒复制场所所需得，这表明聚集体和病毒复制场所是具有不同的结构。病毒复制位点的形成依靠几种细胞决定簇，例如，Rho GTPase抑制剂产生具有包膜前体和未成熟病毒积累的而导致异常的病毒复制规模。MTOC的这个特异位点，含有病毒DNA、大部分病毒蛋白、未成熟和成熟病毒离子，还含有丰富的病毒诱导膜。病毒复制场所含有前体，其通过二十面体衣壳和核心壳结构域的组装而发展成二十面体中间体。病毒粒子形态发生变化的最后一步是病毒产生成熟病毒粒子的DNA壳体化。最后，新形成的病毒离开病毒复制场所，通过驱动蛋白转运到细胞表面，在那里通过发芽释放病毒。细胞外病毒是由一个额外的外部膜包裹，这个外部膜是在发育的过程中形成。
五、ER和未折叠蛋白应答
病毒在感染过程中改变与细胞通路相互作用。内质网（ER）是ASFV复制和成熟的重要细胞器，在感染细胞中合成大量病毒蛋白，并在病毒生命周期中积累在ER中。这一过程可以触发ER和宿主细胞的未折叠蛋白应答（UPR）。病毒已经进化出各种机制来抵消限制或抑制病毒复制的细胞反应。这种反应是一个可调节程序，通过上调大量的基因，如ER伴侣和ER相关降解（EARD）的组成部分，这增加了ER的折叠能力。ASFV诱导伴侣钙蛋白酶和钙网蛋白的上调，而不是ERp57、PDI或 BiP/Grp78。此外，ASFV选择性地诱导UPR的转录因子6（ATF6）信号通路，但不诱导蛋白ER激酶（PERK）或肌醇必须酶1（IRE1）信号通路。因此，ASFV通过调节UPR信号可以防止对感染有害的影响，同时保持有益影响。重要的是，病毒蛋白DP71L参与ATF4下调和CHOP抑制。
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| 文章来源：中农威特销售公司 祁光宇 文章编辑：一米优讯 |
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