在一項(xiàng)新的研究中,美國(guó)西北大學(xué)費(fèi)英堡醫(yī)學(xué)院(Northwestern University Feinberg School of Medicine)免疫學(xué)與微生物學(xué)副教授Gregory Smith和同事們鑒定出皰疹病毒(herpesvirus)中的一種蛋白組分劫持人細(xì)胞內(nèi)的一種馬達(dá)蛋白,從而允許這種病毒在初次感染人體時(shí)就快速地和成功地侵入神經(jīng)系統(tǒng).相關(guān)研究結(jié)果于2013年2月13日發(fā)表在Cell Host & Microbe期刊上,論文標(biāo)題為"The Herpesvirus VP1/2 Protein Is an Effector of Dynein-Mediated Capsid Transport and Neuroinvasion".
在這項(xiàng)研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)病毒蛋白VP1/2(viral protein 1-2)允許皰疹病毒與被稱作動(dòng)力蛋白(dynein)的細(xì)胞馬達(dá)蛋白相互作用.一旦這種VP1/2接管動(dòng)力蛋白,這種病毒就沿著細(xì)胞之間的被稱作微管的高速公路加速擴(kuò)散,從皮膚中的神經(jīng)末梢無(wú)阻礙地遷移到神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)元細(xì)胞核內(nèi).
這是研究人員首次證實(shí)一種病毒蛋白能夠直接占用和破壞這種細(xì)胞馬達(dá)蛋白,而大多數(shù)其他病毒被動(dòng)地搭便車到神經(jīng)系統(tǒng)中.
皰疹病毒在人體內(nèi)廣泛分布.在美國(guó),它影響著90%以上的成年人.它與包括感冒瘡,、生殖器皰疹,、水痘和帶狀皰疹在內(nèi)的幾種復(fù)發(fā)性疾病相關(guān)聯(lián).這種病毒能夠在人體內(nèi)終生潛伏,而且大多數(shù)感染者并不知道他們是疾病攜帶者.它偶爾也能夠是致命性的,從而導(dǎo)致一些人患上腦炎.
在此之前,科學(xué)家們已知道皰疹病毒快速地遷移到體內(nèi)深處的神經(jīng)元中,但是這其中的機(jī)制一直是個(gè)謎.
在當(dāng)前這項(xiàng)新的研究中,研究人員利用病毒蛋白VP1/2執(zhí)行一系列實(shí)驗(yàn)(包括人工激活這種蛋白和讓它發(fā)生基因突變),從而證實(shí)它在轉(zhuǎn)運(yùn)病毒中發(fā)揮著重要作用.他們利用高分辨率顯微鏡在動(dòng)物體內(nèi)、人體內(nèi)和體外培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞中研究了這種皰疹病毒.在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家們讓這種病毒發(fā)生突變,并將它染成紅色：蛋白VP1/2發(fā)生突變,導(dǎo)致病毒更加緩慢地遷移,同時(shí)讓這種病毒突變體與被染成綠色的健康病毒進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng).他們觀察到這種健康病毒比這種病毒突變體沿著神經(jīng)系統(tǒng)更加快速地遷移到神經(jīng)元細(xì)胞體中以便插入DNA和建立感染.
Smith說(shuō),理解皰疹病毒在人體內(nèi)如何遷移,特別是從皮膚到神經(jīng)系統(tǒng)中,從而能夠有助于更好地阻止這種病毒擴(kuò)散.
此外,Smith說(shuō),"通過(guò)了解這種病毒如何感染神經(jīng)系統(tǒng),我們能夠模擬這種過(guò)程來(lái)治療不相關(guān)的神經(jīng)疾病.即使在現(xiàn)在,實(shí)驗(yàn)室研究人員正在研究如何使用皰疹病毒將基因運(yùn)送到神經(jīng)細(xì)胞中從而殺死癌細(xì)胞."（生物谷Bioon.com）
DOI：10.1016/j.chom.2013.01.009
PMC:
PMID:
The Herpesvirus VP1/2 Protein Is an Effector of Dynein-Mediated Capsid Transport and Neuroinvasion
Sofia V. Zaichick1,Kevin P. Bohannon1,Ami Hughes1,Patricia J. Sollars2,Gary E. Pickard2, 3,Gregory A. Smith1,
Microtubule transport of herpesvirus capsids from the cell periphery to the nucleus is imperative for viral replication and, in the case of many alphaherpesviruses, transmission into the nervous system. Using the neuroinvasive herpesvirus, pseudorabies virus (PRV), we show that the viral protein 1/2 (VP1/2) tegument protein associates with the dynein/dynactin microtubule motor complex and promotes retrograde microtubule transport of PRV capsids. Functional activation of VP1/2 requires binding to the capsid protein pUL25 or removal of the capsid-binding domain. A proline-rich sequence within VP1/2 is required for the efficient interaction with the dynein/dynactin microtubule motor complex as well as for PRV virulence and retrograde axon transport in vivo. Additionally, in the absence of infection, functionally active VP1/2 is sufficient to move large surrogate cargoes via the dynein/dynactin microtubule motor complex. Thus, VP1/2 tethers PRV capsids to dynein/dynactin to enhance microtubule transport, neuroinvasion, and pathogenesis.
