朊病毒病的研究进展

摘要朊病毒病是一类由朊病毒引起的致死性神经退行性疾病,对人类社会的危害日益明显。本文就朊病毒病的致病机制、检测及治疗的研究进展做一综述。

卢韦华琳

卢韦华琳(四川大学基础医学与法医学院四川成都60041)

【摘要】朊病毒病是一类由朊病毒引起的致死性神经退行性疾病,对人类社会的危害日益明显。本文就朊病毒病的致病机制、检测及治疗的研究进展做一综述。

【关键词】朊病毒朊蛋白致病机制检测治疗综述

朊病毒病是一种慢性、致死性、神经退行性传染病。对动物而言可分为牛海绵状脑病和羊痒病等;对于人类可分为库鲁病、克雅氏病、变异型克雅氏病等[1]。该疾病主要由于人和动物感染朊病毒引起。朊病毒并非普遍意义的病毒,而是一种可自我复制的小分子蛋白,其特点包括:无核酸、无免疫源性、对外界环境的抵抗力强、传染性强、可在多物种间传播等,可造成人和动物的神经元、脑组织、胶质细胞造成一系列损伤。本文着重介绍朊病毒病的致病机制、检测及治疗的研究进展。

1、致病机制

朊病毒朊病毒有2种同分异构体,即正常细胞型朊病毒(PrPc)和致病型朊病毒(PrPSc)。功能上,PrPc具有超氧化物歧化酶(SOD)活性,可调节免疫,与信号转导和突触传递有关[2]。PrPsc可杀死神经细胞,破坏机体的GABA系统且影响细胞内钙调节等[3]。结构上,PrPc是4个α螺旋(H1~H4)的球形蛋白,含43%的α螺旋,很少或几乎不含β折叠;而PrPSc有2个螺旋(Hl和H2)形成4个β折叠链,含有43%的β折叠和30%的α螺旋[4]

转化PrPc转化为致病PrPSc现有两种学说:①一种认为PrPc和PrPsc可互相转化,正常情况下处于平衡,当外来PrPsc进入体内会形成多聚体,破坏这种平衡,从而PrPc大量消耗;②一种认为PrPsc有模版作用,可促使PrPc构象改变,PrPsc得以繁殖形成多聚体。实验证明,常温下,分子伴侣αB-Crystallin可帮助PrPc的折叠、复性。PrPc的N端具有4个铜离子结合位点,与铜离子的结合可以影响PrPc的结构,从而使PrPc的功能发生变化;PrPc与铜离子的结合受pH和铜离子浓度影响,这些都表明铜影响PrPc向PrPsc的转化,可稳定PrPc的a螺旋构象[5]。

复制Prusiner等认为朊病毒的增殖是一个指数增长的过程,且在细胞内膜上进行;PrPsc先与PrPc结合生成一个PrPsc-PrPc复合物,随后转变为2个分子的PrPsc。如此类推,以2n倍生成PrPsc。影响PrPsc复制的一个因素是宿主朊蛋白的组织分布,复制过程中朊病毒有“朊病毒组织嗜性”,即PrPsc在不同组织中的复制程度有差异性,而近年来研究证实37kDa/67kDaLRP/LR作为朊病毒的重要受体,在复制过程中起着重要的作用,组织中该受体越多朊病毒含量也就越多[6]。

2、检测方法

免疫学方法免疫印迹技术可在病理学检查结果阴性的情况下可检出PrPsc,已成为朊病毒研究中最常用的检测方法之一。免疫组化利用特异性抗体在组织切片上直接显现朊病毒的沉积,因此可实现精确的解剖学定位,为临床诊断提供客观证据,临床应用价值较高。酶联免疫吸附方法具有简便、灵敏、快速和可定量等特点,适合大批量标本的筛查工作[7]。

其他错误折叠蛋白循环扩增方法(PMCA)是应用超声波使PrPsc凝集物破碎成小PrPsc单位,以这些小单位为模板,PrPc为底物,通过复制过程,使PrPsc获得大量的扩增,研究表明,PMCA可提高检测敏感性6600倍[2]。金属离子检测,研究表明朊病毒与生物体内的金属离子变化有一定的关系[5],在慢性朊病毒动物的神经细胞内,由于VGCC下调方式改变导致细胞溶质内钙离子降低;感染后细胞内的锰含量明显升高,而铜离子的含量则会下降,这些都表明离子浓度的变化与朊病毒病有关系。

3、治疗

化学药物治疗抗PrPsc聚集药品:①硫酸乙酰肝素:感染朊病毒的小鼠使用该药后,其细胞中的PrPsc聚集减少[8]。但研究表明在无细胞体系中该药会促进朊病毒产生②卟啉及其配合物:研究表明卟啉及其配合物可降低细胞中PrPsc的水平,同时在无细胞体系中有抗PrPsc聚集效果,其中以四吡啶基卟吩效果最好③阿司咪唑:对羊和鼠细胞模型有较好的抑制抗PrPsc聚集效果,但很难穿过血脑屏障;清除PrPsc药品:①环糊精:研究证实β-环糊精在感染的小鼠细胞中具有清除PrPsc的能力,尤其是硫化后的3β-环糊精其抗朊病毒能力可提高31倍[9]②菲啶衍生物:具有很强的抗酵母朊病毒和清除细胞内PrPsc的能力;其他:盐酸胍可治愈酵母朊病毒,当羟基脲抑制细胞分裂时盐酸胍对于酵母朊病毒的治愈会下降[10]。

LRP/LR抗体治疗

疫苗

正常情况下,在早期的阳性选择时针对PrPc抗体的T细胞被清除,机体对PrPc呈免疫耐受状态,而PrPsc与PrPc又具有相似的抗原表位,因此即使机体被感染后仍无法激发针对PrPsc的免疫应答[13]。虽然如此,某些针对PrPsc的特异性抗体仍可以存在于完整的免疫系统中,但就目前报道,仍没有较高滴度的疫苗。Souan等将可表达PrPsc的肿瘤移植至不同肽段免疫后的小鼠,诱导出较弱的T细胞免疫应答能使Prp的含量降低60%,诱导出较强的T、B细胞免疫应答可将Prp的含量降低70%-80%[14]。Goni等用表达小鼠PrP的沙门氏菌减毒活疫苗黏膜免疫野生型鼠后可诱导特异性的PrP抗体,且同时产生高滴度IgA抗体和IgG抗体的实验小鼠可100%免于发病,存活的实验动物均未出现任何症状且大脑和脾脏中也未检测到PrPsc[15]。

参考文献

[1]王辉暖、陈伯安、周向梅等.朊病毒感染途径的研究进展[J].实验动物科学,2012,29(2):58~63.

[2]苏晓鸥,赵德明.朊病毒致病机理的研究进展[J].中国畜牧兽医,2007,37(06):547-552

[4]包凤华.朊病毒致病机理的研究进展[J].国际病毒学杂志,2010,17(1):27~31

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[6]乔俊文,苏晓鸥,王伊琴等.绵羊组织中朊病毒受体37kDa/67kDaLRP/LRmRNA转录水平研究[J].畜牧兽医学报,2009,40(7):1043-1047

[7]宫殿军.朊病毒的检测方法[J].中外健康文摘,2011,08(9):166-167

[8]CaugheyB,BrownK,RaymondGJ,eta1.Bindingoftheprotease-sensitiveformofPrP(prionprotein)tosulfatedglycosaminoglycanandcongored[J].JVirol,1994,68(4):2135—2141.

[9]钟正伟,宋有涛.朊病毒治疗候选药物的研究进展[J].中国人兽共患病学报,2011,27(9):828-835

[10]王莉洁,沈曼莉,李辉等.羟基脲抑制盐酸胍对于酵母朊病毒[PSI+]的治愈[J].中国人兽共患病学报,2012,28(6):561-565

[11]张珠明.朊病毒病治疗的研究进展[J].中国兽医杂志,2012,48(3):58-60

[12]JonesDR,TaylorWR,BateC,eta1.ACamelidAnti—PrPAntibodyAbrogatesPrPScReplicationinPrion—PermissiveNeuroblastomaCellLines[J]。PLOSOne,2009,5(3);e9804.

[13]郭燕,董小平.Prion疾病疫苗研究策略[J].医学分子生物学杂志,2009,6(6):534-537

[14]SouanL,TalY,FellingY,etal.Modulationofproteinuse-Kresistantprionproteinbyprionpeptideimmunization[J].EurJImmunol,200l,31(8):2338-2346.

[15]GONIF.PRELLIF.SCHREIBERF,etaLHightitersofmucesalandsystemicanti—PrPantibodiesabrogateoralprioninfectioninmucosal—vaccinatedmice[J].Neuroseience,2008,153(3):679-686.

THE END
1.朊病毒的致病机制1982年普鲁宰纳提出了朊病毒致病的“蛋白质构象致病假说”,魏斯曼等人对其逐步完善。其要点如下:①朊病毒蛋白有两种构象:细胞型(正常型PrPc)和瘙痒型(致病型PrPsc)。两者的主要区别在于其空间构象上的差异。PrPc仅存在a螺旋,而PrPsc有多个β折叠存在,后者溶解度低,且抗蛋白酶解;②Prpsc可胁迫PrPc转化为Prpsc,实现自我复...https://www.hopebiol.com/asphtml/refere665.htm
2.简述朊病毒的致病机制发病机制都是因存在于宿主细胞内的一些正常形式的细胞朊蛋白发生折叠错误后变成了致病朊蛋白而引起的。 [9] 朊病毒通过不断聚合,形成自聚集纤维,然后在中枢神经细胞中堆积,最终破坏神经细胞。 [9] 根据脑部受破坏的区域不同,发病的症状也不同,如果感染小脑,则会引起运动机能的损害,导致共济失调;如果感染大脑皮层,...https://m.antpedia.com/news/2834864.html
3.头条文章然而,溶菌酶在N-同型半胱氨酸化后不聚合(281)。N-Hcy-RNase A,在最初的定量研究中发现随着N-同型半胱氨酸化程度的增加而逐渐聚合(132),而在另一项研究中却发现不聚合(281)。N-同型半胱氨酸化可以加速绵羊朊病毒蛋白的聚合和淀粉样变(296)。 N-Hcy-蛋白的结构变化涉及解折叠和聚合是由圆二色光谱法发现...https://m.weibo.cn/ttarticle/p/show?id=2309404834363039940937
1.朊蛋白病是怎么引起的科普文章朊病毒病是中枢神经系统的退行性疾病,通常由朊病毒蛋白引起,可由动物接触或医院感染等外源性朊病毒蛋白感染引起,也可由朊病毒蛋白基因突变引起。如果患者出现更严重的副作用,应立即去看医生以确定具体原因。 1、外源性朊病毒蛋白感染: 1、与动物接触:患者接触携带朊病毒蛋白的动物后,朊病毒蛋白通过皮肤受损部位进入血...https://www.120top.com/wenzhang/9120.html
2.铜离子在朊蛋白聚集过程及其致病机理中所发挥作用的研究【摘要】:朊蛋白是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的无免疫性疏水蛋白质。目前对于朊病毒疾病比较公认的致病机制是正常的富含α螺旋细胞型朊蛋白(PrPc)构象发生转变,形成富含β折叠片层结构并具有蛋白酶抗性的感染型朊蛋白(PrPSc)聚集。 许多证据证明大脑中淀粉样蛋白沉积与朊病毒疾病有关。有研究已经利用重组的PrP得...https://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10486-2010167158.htm
3.朊病毒的发现者——斯坦利·普鲁西纳——1997年诺贝尔生理学或...这种结构使致病的朊病毒蛋白之间互相作用形成线状结构,发生沉积并最终破坏神经细胞。朊病毒蛋白发生沉积和累积性破坏的机制尚未完全清楚。与其他感染原相比,朊病毒颗粒是蛋白质,没有核酸。根据所谓种属屏障,朊病毒感染从一个物种向另一个物种传播的能力有些不同,这种屏障反映了不同物种朊病毒之间的结构关系如何。https://worldscience.cn/c/1997-11-28/630368.shtml
4.导致疯牛病的致病因子是一种朊病毒,它是一种蛋白质PrPSc,人和动物...导致疯牛病的致病因子是一种朊病毒,它是一种蛋白质PrPSc,人和动物的脑细胞也表达一种蛋白质PrPc,这两种蛋白质一级结构完全一样,但二级结构不同,前者只要是由β折叠组成的,后者主要由α螺旋组成。如果在体外将两者混合在一起,则: ( ) A. PrPSc→PrPc B. PrPc→PrPSc C. 两者结构维持不变 D. ...https://www.shuashuati.com/ti/03138c839f9f430ca5fe8fe6df852674.html?fm=bd39044a9be8795a37ed687e5c41432e5c
5.SIRT3及相关蛋白乙酰化的变化在朊病毒致病机制中作用的研究SIRT3及相关蛋白乙酰化的变化在朊病毒致病机制中作用的研究,SIRT3,朊病毒病,线粒体功能异常,乙酰化,SOD2,ATP5β,朊病毒病(Priondiseases)是一类严重危害人类和其他多种哺乳动物生命的致死性神经退行性疾病。这类疾病中错误结构的朊蛋白聚集和纤...https://wap.cnki.net/touch/web/Dissertation/Article/1019196114.nh.html
6.临床执业医师考点:病毒的致病机制临床执业医师考点:病毒的致病机制 病毒(Virus)由一种核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质(Protein)构成或仅由蛋白质构成(如朊病毒)。病毒个体微小,结构简单。病毒没有细胞结构,由于没有实现新陈代谢所必需的基本系统,所以病毒自身不能复制。但是当它接触到宿主细胞时,便脱去蛋白质外套,它的核酸(基因)侵入宿主细胞内,借助后...https://www.yjbys.com/edu/cpp/35589.html
7.2025考研大纲:首都医科大学2025年考研自命题科目616基础医学综合...(3)抗凝和纤维蛋白溶解5.血型及输血原则 (1)ABO血型系统 (2)Rh血型系统 (3)输血原则 (四)血液循环【考试目标】 1.熟悉各类血管的功能特点以及血流动力学的概念、微循环的结构及功能、组织液生成的原理、淋巴液的生成与回流、器官循环。 2.掌握心肌生物电、心肌特性与心脏的射血功能、动脉血压形成的原理及影响...https://www.kaoyanying.com/dagang/166917.html
8.朊病毒问我吃什么?那就吃你的大脑吧>> 对于研究者无从下手的疯牛病病因研究,他提出了一个假说,病原体不是细菌,也不是病毒,而是一种蛋白,这种蛋白还具有传染性,能对正常蛋白施加影响,将它们变成和自己一样的致病蛋白。这种蛋白被他命名为朊病毒蛋白(prion protein,PrP),是一种蛋白质侵染颗粒。 https://book.douban.com/annotation/116174384/