宿主細胞的朊病毒蛋白能夠被轉(zhuǎn)化為錯誤折疊且具有傳染性的瘙癢病形式,，并最終引發(fā)朊病毒疾病,。如今,，英國科學(xué)家通過開發(fā)出一種新的細胞體系，從而為研究朊病毒蛋白如何被轉(zhuǎn)化為錯誤折疊的蛋白質(zhì)提供了新的視點,。研究人員認(rèn)為,，這一發(fā)現(xiàn)為朊病毒疾病藥物的研制鋪平了道路。
為了更為詳細地研究朊病毒的轉(zhuǎn)化,，倫敦大學(xué)學(xué)院的R. Goold和同事開發(fā)的朊病毒蛋白在羧基端表達了一個MYC標(biāo)簽,。它們被轉(zhuǎn)染進入一個易感朊病毒的小鼠細胞系——該細胞系內(nèi)生的朊病毒蛋白已被“沉默”了。研究人員發(fā)現(xiàn),，被MYC標(biāo)記的結(jié)構(gòu)在野生型水平上被表達并且正常地局部化,，同時在暴露于朊病毒的情況下會完全轉(zhuǎn)化為MYC標(biāo)記的瘙癢病形式。為了證實這些細胞在產(chǎn)生具有傳染性的朊病毒,，它們的提取物被用來感染小鼠,，后者隨后發(fā)展出了神經(jīng)病理類型的朊病毒疾病。
之前的研究表明,，重新合成的瘙癢病形式在暴露于傳染物質(zhì)72小時（或更長）后將會出現(xiàn),。有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn),，一些MYC細胞會在兩個小時內(nèi)積聚成瘙癢病形式,，并且實際上僅僅1到2分鐘的暴露便足以導(dǎo)致轉(zhuǎn)化。因此研究人員指出,，轉(zhuǎn)化比之前的認(rèn)識快得多,。
那么瘙癢病形式是在哪里合成的呢,？質(zhì)膜暗示了朊病毒轉(zhuǎn)化的位點，事實上,，在細胞暴露于傳染物質(zhì)僅1分鐘的時間里,，瘙癢病形式僅僅出現(xiàn)于質(zhì)膜上。然而,，細胞內(nèi)的瘙癢病形式在暴露2分鐘后才被發(fā)現(xiàn),，這意味著它被迅速內(nèi)吞，并輸送進入細胞,。實際上,，瘙癢病形式在細胞內(nèi)的位置被發(fā)現(xiàn)依賴于暴露的時間長度，即瘙癢病形式在最早的時間點被特有地置于質(zhì)膜上,，并隨后分布在細胞內(nèi)部,。
為了證明朊病毒轉(zhuǎn)化能夠發(fā)生在質(zhì)膜上，研究人員抑制了內(nèi)吞作用,，這并沒有防止瘙癢病形式的形成,。重要的是，在經(jīng)過特定磷酸肌醇磷脂酶C或完全破壞脂筏的介質(zhì)處理后,，瘙癢病形式的水平在MYC細胞中顯著下降,。因此，最初的朊病毒轉(zhuǎn)化似乎首先發(fā)生在質(zhì)膜上,，或許也在脂筏中,。然而，通過在瘙癢病形式被內(nèi)吞后加速轉(zhuǎn)化,，細胞內(nèi)的分隔可能在其中扮演了一個角色,。
研究人員在最近出版的《自然—通訊》雜志上報告了這一研究成果。
研究人員指出,，通過揭示瘙癢病形式產(chǎn)生的動力學(xué)因素和位置，這些發(fā)現(xiàn)為朊病毒的轉(zhuǎn)化提供了新的視點,，并可以部分解釋為什么朊病毒傳染能夠通過神經(jīng)系統(tǒng)迅速傳播,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文：
Nature Communications DOI：10.1038/ncomms1282
Rapid cell-surface prion protein conversion revealed using a novel cell system
R. Goold; S. Rabbanian; L. Sutton; R. Andre; P. Arora; J. Moonga; A.R. Clarke; G. Schiavo; P. Jat; J. Collinge; S.J. Tabrizi
Prion diseases are fatal neurodegenerative disorders with unique transmissible properties. The infectious and pathological agent is thought to be a misfolded conformer of the prion protein. Little is known about the initial events in prion infection because the infecting prion source has been immunologically indistinguishable from normal cellular prion protein (PrPC). Here we develop a unique cell system in which epitope-tagged PrPC is expressed in a PrP knockdown (KD) neuroblastoma cell line. The tagged PrPC, when expressed in our PrP-KD cells, supports prion replication with the production of bona fide epitope-tagged infectious misfolded PrP (PrPSc). Using this epitope-tagged PrPSc, we study the earliest events in cellular prion infection and PrP misfolding. We show that prion infection of cells is extremely rapid occurring within 1 min of prion exposure, and we demonstrate that the plasma membrane is the primary site of prion conversion.
