(墊江縣動物衛(wèi)生監(jiān)督所,重慶 408300)
皰疹病毒在自然界的分布非常廣泛,根據(jù)其生物學(xué)特性、理化性質(zhì)等,可分為4個亞科,即:α皰疹病毒亞科、β皰疹病毒亞科、γ皰疹病毒亞科及待定亞科。它是一類雙鏈DNA病毒,主要由核心(core)、衣殼(eapsid)、外膜(tegument)和囊膜(envelop)四部分組成。迄今HSV-1已被鑒定的囊膜糖蛋白有11種:UL1(gL)、UL10(gM)、UL22(gH)、UL27(gB)、UL44(gC)、UL53(gK)、US4(gG)、US5(gJ)、US6(gD)、US7(gI)和US8(gE)。其中UL22基因編碼的gH蛋白與UL1基因編碼的gL蛋白形成的異質(zhì)二聚體gH-gL,在皰疹病毒侵入宿主細(xì)胞、病毒與細(xì)胞或細(xì)胞與細(xì)胞之間的融合以及病毒在細(xì)胞間傳播都是必不可少的。本文就gH蛋白的基本功能及與其他糖蛋白的相互作用作一簡要概述,為深入開展其研究提供參考。
皰疹病毒侵入細(xì)胞需要4種糖蛋白的參與,即gB、gD、gH及gL。皰疹病毒吸附到宿主細(xì)胞表面后,gC結(jié)合到硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(heparan sulfate proteoglycans)上,gD作為受體綁定蛋白與特異性的細(xì)胞受體HVEM(Herpesvirus-entry mediator)、粘連蛋白-1(nectin-1)、3-OST(3-O-sulfotransferase)相結(jié)合,gD的構(gòu)象發(fā)生改變,激活gH/gL異質(zhì)二聚體,再激活gB來執(zhí)行融合功能,使病毒粒子外膜與靶細(xì)胞膜發(fā)生融合并釋放核衣殼,是一種級聯(lián)方式,病毒在細(xì)胞間傳播時細(xì)胞與細(xì)胞間的融合過程也類似。gH/gL的功能就是通過誘導(dǎo)膜融合,介導(dǎo)病毒入侵靶細(xì)胞和病毒在細(xì)胞與細(xì)胞間的傳播,具體說gH/gL是傳播來自各種非保守的輸入觸發(fā)信號到高度保守的融合蛋白gB的轉(zhuǎn)接器。
級聯(lián)激活是怎樣控制的?怎樣與病毒的內(nèi)吞作用同步化來避免過早的激活和糖蛋白的耗盡?Gianni等人的研究認(rèn)為很可能是通過來受體執(zhí)行的,如EBV,整聯(lián)蛋白受體結(jié)合gH/gL并觸發(fā)該糖蛋白的構(gòu)象變化。在HSV進入角質(zhì)細(xì)胞、上皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的實驗?zāi)P椭笑羦β6和αvβ8整聯(lián)蛋白是作為受體的,因為當(dāng)αvβ6和αvβ8被抗體阻止時,HSV不能進入細(xì)胞,當(dāng)αvβ6在不含有整聯(lián)蛋白細(xì)胞中表達時實驗成功。兩種整聯(lián)蛋白都能與gH/gL親密的結(jié)合并且αvβ6和αvβ8整聯(lián)蛋白是獨立的起作用,可以互換的,但是在沒有αvβ6整聯(lián)蛋白而只有一種αvβ8整聯(lián)蛋白的情況下,入口位于脂質(zhì)微區(qū)并需要動力蛋白2。因此,αvβ6和αvβ8整聯(lián)蛋白在HSV感染時就是充當(dāng)gH/gL的受體,激發(fā)gH/gL使HSV的內(nèi)吞作用與糖蛋白激活的級聯(lián)反應(yīng)同步并達到高潮,執(zhí)行融合功能。
MDV的gB和gH都含有11個HR區(qū)域,gH的HR1(gHH1)和HR3(gHH3)、gB的HR1(gBH1)與一個螺旋的富含疏水域重疊,用噬斑形成和雞胚感染試驗證實這些區(qū)域在膜融合的不同階段展現(xiàn)出抗病毒活性。gHH1,gHH3和gBH1之間彼此成對發(fā)生相互作用(gHH3-gBH1、gHH1-gBH1)。單獨的gHH1,gHH3和gBH1并沒有有效地抑制病毒感染,而gHH1和gBH1串聯(lián)肽(即gBH1-linker-gHH1)則生產(chǎn)了高效抗病毒效果。
有研究表明單獨的gH和單獨的gL都不能誘導(dǎo)動物機體產(chǎn)生中和抗體,gH/gL復(fù)合體才能刺激中和抗體的產(chǎn)生。Birlea等人用Zostavax疫苗免疫一個59歲的VZV血清反應(yīng)陽性患者一周后,得到的血漿細(xì)胞克隆,用于構(gòu)建重組單克隆抗體(REC-RC IgG抗體)。此抗體在組織培養(yǎng)中中和了VZV的感染,并且通過轉(zhuǎn)染實驗表明它能識別gH/gL蛋白復(fù)合體,但不能識別單獨的gH或gL的蛋白。還有通過實驗發(fā)現(xiàn)接種了表達gH/gL復(fù)合體的VRPS疫苗小鼠產(chǎn)生的補體獨立中和抗體比接種了gH或gL的小鼠引起的中和抗體反應(yīng)滴度高。這些實驗再次證明了以上結(jié)論。
研究發(fā)現(xiàn)在gH/gL的表面有一個突出的KGD基序,通過KGD基序突變實驗證明了它是作為一個雙功能域,指示B細(xì)胞和上皮細(xì)胞與EBV的融合和入侵,另外通過gp42 N-末端的62至66位氨基酸缺失表明KGD基序是與其發(fā)生作用的。
HSV-2 在gH的N端缺少28(19-47位氨基酸)個殘基(gHΔ48/gL)后調(diào)節(jié)融合的能力,發(fā)現(xiàn)存在gD和受體的情況下其對HSV-2與靶細(xì)胞融合的作用與野生型的gH/gL一樣,有趣的是,在缺少gD和受體的情況下,gHΔ48/gL能夠觸發(fā)低水平但可讓病毒復(fù)制的細(xì)胞與細(xì)胞之間的融合。
在缺少gD受體的情況下突變糖蛋白gB:S668N和gH:KV形成的重組體能啟動初次的病毒入侵宿主細(xì)胞,分開就不行,同時gH:KV還能促進病毒第二次在細(xì)胞與細(xì)胞間的傳播,因為gH:KV模仿gH的過渡狀態(tài),在很弱的gD信號激發(fā)下被激活。
雖然已知皰疹病毒入侵細(xì)胞是一個級聯(lián)反應(yīng),但是詳細(xì)的級聯(lián)反應(yīng)的過程還不清楚,如:gD與受體結(jié)合后是怎樣激活gH/ gL的呢,使其構(gòu)像發(fā)生了什么樣的變化,促使gB成為融合肽?不同的皰疹病毒的級聯(lián)反應(yīng)過程又有什么差別呢?這些還有待我們作進一步的探索研究。