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豬圓環(huán)病毒2型感染及復(fù)制影響因素

2021-04-17 16:59:28方滿新
中國獸醫(yī)學(xué)報(bào) 2021年8期
關(guān)鍵詞:宿主氧化應(yīng)激誘導(dǎo)

方滿新

(宜春學(xué)院 生命科學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院,江西 宜春 336000)

豬圓環(huán)病毒2型(porcine circovirus type 2,PCV2)是一種流行于世界各地并嚴(yán)重影響?zhàn)B豬業(yè)的DNA病毒。目前已知3種PCV基因型,包括PCV1、PCV2和PCV3。PCV1于1974年首次被發(fā)現(xiàn),為豬腎細(xì)胞PK-15的非細(xì)胞病變污染物,對(duì)豬無致病性;PCV3是一種與豬皮炎腎病綜合征(PDNS)、生殖衰竭和全身炎癥有關(guān)的新型圓環(huán)病毒,近年在美國、意大利、中國和波蘭等多個(gè)國家被報(bào)道;PCV2是一種無包膜、單鏈、封閉的環(huán)狀DNA病毒,屬于圓環(huán)病毒科圓環(huán)病毒屬,含有1 767或1 768個(gè)核苷酸,最早被發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)90年代,與豬的一系列綜合征即豬圓環(huán)病毒相關(guān)疾病(porcine circovirus associated disease,PCVAD)有關(guān),對(duì)養(yǎng)豬業(yè)造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。雖然PCV2感染發(fā)病的機(jī)制研究已經(jīng)取得很大進(jìn)展,但仍有許多重要的問題尚未解決;預(yù)防和控制PCVAD的常見措施包括改進(jìn)管理、控制合并感染、疫苗接種等,但迄今臨床上缺乏有效的抗病毒治療措施來控制PCV2感染。越來越多的研究表明,多種不同的宿主因素、外源因素及病毒自身因素影響PCV2感染與復(fù)制,本研究在總結(jié)分析各種研究的基礎(chǔ)上,對(duì)近年P(guān)CV2感染復(fù)制過程中各類影響因素最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,為今后的相關(guān)研究提供參考。

1 PCV2結(jié)構(gòu)特征及其感染與復(fù)制

PCV2擁有一個(gè)單鏈和封閉的環(huán)狀DNA基因組,雖然PCV2基因組中有11個(gè)開放閱讀框,但只有4個(gè)蛋白在感染過程中起重要作用。ORF1和ORF2是PCV基因組中最大的2個(gè)基因,分別編碼復(fù)制酶(Rep)和衣殼蛋白(Cap)。Rep和Cap基因方向相反,在ORF1和ORF2的2個(gè)閱讀框之間有1個(gè)基因間區(qū)作為病毒復(fù)制起點(diǎn)(origin of replication,Ori)啟動(dòng)病毒DNA復(fù)制,其特征是包含1個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)。ORF3和ORF4編碼非結(jié)構(gòu)蛋白,ORF5最近被發(fā)現(xiàn),其在PCV2感染后發(fā)病機(jī)制中的作用還未明確。基于ORF2序列分析,PCV2主要分為5個(gè)亞型,即PCV2a、 PCV2b、PCV2c、PCV2d和PCV2e,近年國內(nèi)報(bào)道了一種新的與其他5種基因型具有較低序列同源性的PCV2基因型,并將其命名為PCV2f[1]。

PCV2病毒感染可分為附著、進(jìn)入、脫包衣、基因組復(fù)制和表達(dá)、組裝和釋放等幾個(gè)階段。病毒吸附并穿透細(xì)胞膜,在胞漿中脫殼后病毒基因組進(jìn)入細(xì)胞核進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、剪接、翻譯,通過自我組裝形成病毒樣顆粒并進(jìn)入衣殼,隨后病毒顆粒穿透細(xì)胞核與細(xì)胞膜并最終釋放。PCV2基因組通過滾環(huán)(RCR)機(jī)制進(jìn)行復(fù)制,同時(shí)由于PCV2基因組較小(1.7 kb),編碼能力有限,其復(fù)制很大程度上依賴于宿主細(xì)胞因子。

2 PCV2感染復(fù)制中涉及的宿主因素

PCV2在感染后其復(fù)制嚴(yán)格依賴宿主細(xì)胞生理過程,宿主因子受到廣泛調(diào)控,通過對(duì)PCV2復(fù)制機(jī)制相關(guān)研究分析,發(fā)現(xiàn)參與PCV2感染復(fù)制的宿主因子包括不同的宿主蛋白、MicroRNAs(miRNAs)等多種宿主因子。

2.1 促進(jìn)病毒復(fù)制的宿主因素自噬是細(xì)胞維持穩(wěn)態(tài)的一種重要機(jī)制,通過自噬可清除細(xì)胞內(nèi)錯(cuò)誤折疊或聚集的蛋白質(zhì)以及受損老化的細(xì)胞器。自噬在某些疾病的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用。miRNAs作為內(nèi)源性非編碼RNA可以調(diào)節(jié)基因表達(dá)。大量研究表明自噬和miRNAs在調(diào)節(jié)病毒與宿主的相互作用過程中起著關(guān)鍵作用并影響病毒復(fù)制。WANG等[2]研究自噬、miRNA與PCV2感染之間關(guān)系并發(fā)現(xiàn)在3D4/21細(xì)胞中,PCV2感染與自噬呈正相關(guān),PCV2感染誘導(dǎo)的自噬促進(jìn)PCV2復(fù)制。同時(shí)對(duì)篩選出的4個(gè)miRNA進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),miR-30a-5p模擬物對(duì)PCV2復(fù)制有顯著影響,miR-30a-5p過表達(dá)以劑量依賴的方式顯著增強(qiáng)PCV2感染和自噬,阻斷miR-30a-5p顯著降低PCV2復(fù)制。此外miR-30a-5p靶向并調(diào)控14-3-3基因,該基因是自噬調(diào)節(jié)因子,miR-30a-5p通過直接與14-3-3相互作用促進(jìn)G2期細(xì)胞周期阻滯,從而調(diào)節(jié)PCV2的復(fù)制和自噬。另外通過高通量測(cè)序獲得PCV2感染3D4/21細(xì)胞的miRNAs 表達(dá)譜并探討miRNA-98在PCV2復(fù)制中的作用,發(fā)現(xiàn)miRNA-98可通過調(diào)節(jié)免疫相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)來調(diào)控宿主免疫功能,協(xié)助PCV2逃逸宿主免疫,促進(jìn)PCV2在3D4/21細(xì)胞中復(fù)制[3]。Hsp40/DnaJ家族蛋白在病毒感染過程中起著重要作用。豬DNAJB6(pDNAJB6)是該家族的主要成員,pDNAJB6在PCV2感染后顯著上調(diào),證實(shí)其與PCV2衣殼蛋白(Cap)相互作用并在PCV2感染細(xì)胞的胞漿和細(xì)胞核中共定位。進(jìn)一步研究顯示pDNAJB6在PCV2感染期間通過與病毒衣殼蛋白相互作用促進(jìn)自噬的形成,從而促進(jìn)病毒復(fù)制[4]。

另一方面,先天性免疫反應(yīng)主要包括促炎細(xì)胞因子、干擾素和趨化因子的產(chǎn)生,干擾素是宿主天然免疫的重要組成部分。先前研究發(fā)現(xiàn)PCV2通過RIG-1和MDA-5信號(hào)通路誘導(dǎo)干擾素β(IFN-β)的產(chǎn)生進(jìn)而促進(jìn)病毒復(fù)制[5]。環(huán)鳥腺苷酸合成酶(cGAS)被認(rèn)為是識(shí)別胞漿DNA的最重要受體。HUANG等[6]對(duì)PCV2誘導(dǎo)IFN-β產(chǎn)生是否與cGAS有關(guān)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),PCV2感染可增加cGAS和接頭蛋白干擾素刺激因子(STING)的表達(dá)水平,促進(jìn)環(huán)二核苷酸(cGAMP)釋放并誘導(dǎo)STING二聚體易位進(jìn)入PK-15細(xì)胞核,表明PCV2感染可激活cGAS/STING信號(hào)通路誘導(dǎo)IFN-β的產(chǎn)生并促進(jìn)病毒復(fù)制。另外白細(xì)胞介素(IL-10)作為一種重要的抗炎細(xì)胞因子,在PCV2感染過程中表達(dá)增加,利用IL-10敲除小鼠模型進(jìn)一步探討IL-10在PCV2感染中的作用機(jī)制,顯示IL-10促進(jìn)PCV2持續(xù)感染,PCV2感染可通過IL-10阻斷T細(xì)胞向小鼠肺的轉(zhuǎn)移,減少促炎細(xì)胞因子和PCV2特異性抗體的產(chǎn)生,并通過抑制T細(xì)胞浸潤加重組織損傷[7]。

此外,宿主細(xì)胞的一些蛋白及酶類被發(fā)現(xiàn)參與PCV2感染及復(fù)制。高遷移率族蛋白1(HMGB1)是細(xì)胞核中一類主要的非組蛋白性核蛋白,負(fù)調(diào)控PCV2復(fù)制[8]。另一方面,研究發(fā)現(xiàn)PCV2感染可誘導(dǎo)HMGB1從細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)位,而PCV2感染誘導(dǎo)的活性氧(ROS)升高與核HMGB1胞漿轉(zhuǎn)位密切相關(guān),丙酮酸乙酯能抑制HMGB1的核質(zhì)轉(zhuǎn)位,在丙酮酸乙酯處理PCV2感染細(xì)胞后,PCV2誘導(dǎo)的ROS生成降低,核質(zhì)HMGB1易位受到抑制,PCV2復(fù)制也隨之降低,即PCV2通過誘導(dǎo)ROS觸發(fā)病毒DNA結(jié)合蛋白HMGB1的核質(zhì)易位,進(jìn)而促進(jìn)其復(fù)制。研究發(fā)現(xiàn)PCV2核衣殼蛋白(capsid)氨基酸序列的Loop CT末端含有嚴(yán)格保守的 PXXP 功能性基序,該基序可能與含有Src同源性3結(jié)構(gòu)域(src homology 3 domain,SH3)或Src同源性2結(jié)構(gòu)域(src homology 3 domain,SH2)的酪氨酸激酶相互作用。ZHANG等[9]研究PCV2與酪氨酸激酶關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn),感染PCV2 增加Src家族激酶表達(dá),PCV2在PK15細(xì)胞中的增殖依賴Src家族激酶,且Src家族激酶與血小板源性生長因子受體(PDGFR)協(xié)同作用于 PCV2 增殖。

有研究顯示SYNGR2基因在促進(jìn)病毒復(fù)制中發(fā)揮作用[10],穩(wěn)定干擾IFITM1表達(dá)細(xì)胞系的建立,表明干擾IFITM1基因明顯促進(jìn)PCV2復(fù)制[11];RIG-Ⅰ信號(hào)通路促進(jìn)PCV2在PK-15細(xì)胞中復(fù)制[12];豬源轉(zhuǎn)錄因子AP-2δ(poTFAP2δ)可以特異性地增強(qiáng)Rep基因啟動(dòng)子活性,而且在PCV2感染過程中促進(jìn)Rep和Cap基因轉(zhuǎn)錄、翻譯及增加PCV2病毒滴度[13]等。

2.2 限制病毒復(fù)制的宿主因素蛋白激酶C(PKC)是一類使底物蛋白分子內(nèi)絲氨酸/蘇氨酸殘基發(fā)生磷酸化的蛋白激酶家族,參與多種病毒感染、細(xì)胞抗病毒反應(yīng)。3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶(HMGCR)是膽固醇生物合成的限速酶并參與多種病毒感染過程。MA等[14]發(fā)現(xiàn)PKC和HMGCR參與PCV2感染的不同階段,HMGCR在感染的早期發(fā)揮抑制PCV2感染作用,而PKC在感染后期促進(jìn)PCV2感染,此外PKC通過激活JNK1/2,調(diào)節(jié)這兩種蛋白的磷酸化使HMGCR失活來增強(qiáng)PCV2復(fù)制,而HMGCR則可以抑制JNK1/2的磷酸化。研究發(fā)現(xiàn)HMGCR與PCV2感染在體內(nèi)外呈負(fù)相關(guān)。TING等[15]進(jìn)一步研究5′-一磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMPK)和蛋白磷酸酶2(PP2A)參與HMGCR介導(dǎo)的PCV2感染抑制以及豬HMGCR與PCV2蛋白的互作情況,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)AMPK活性在PCV2感染早期有波動(dòng),PP2A對(duì)PCV2感染和HMGCR活性影響不大,此外PCV2感染可通過直接與PK-15細(xì)胞中的蛋白互作來增強(qiáng)或維持HMGCR磷酸化水平。

另一方面,PCV2基因組ORF5編碼一種非結(jié)構(gòu)蛋白,先前研究表明ORF5蛋白抑制細(xì)胞增殖并與宿主跨膜糖蛋白NMB(GPNMB)相互作用。GUO等[16]對(duì)GPNMB是否影響PCV2的復(fù)制及其分子機(jī)制進(jìn)行研究,首先對(duì)PCV2感染和轉(zhuǎn)染ORF5的豬肺泡巨噬細(xì)胞3D4/2(PAM)的轉(zhuǎn)錄組圖譜進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),PAMs中GPNMB基因表達(dá)下調(diào)并證明PCV2 ORF蛋白與GPNMB相互作用,此外發(fā)現(xiàn)細(xì)胞GPNMB顯著抑制PCV2復(fù)制和ORF5表達(dá)[17]。PCV2衣殼蛋白(Cap)是一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)蛋白,在病毒復(fù)制和致病過程中起著關(guān)鍵作用,豬源MKRN1(pMKRN1)被發(fā)現(xiàn)與PCV2 Cap相互作用,PCV2下調(diào)pMKRN1以避免pMKRN1誘導(dǎo)Cap蛋白泛素化和降解,從而促進(jìn)病毒在其靶組織中的復(fù)制。

其他研究包括波形蛋白參與PCV2復(fù)制并對(duì)PCV2復(fù)制有一定的限制作用[18];ssc-miR-122可抑制PCV2的蛋白表達(dá)和病毒DNA復(fù)制,并通過與PK15細(xì)胞的3′非翻譯區(qū)(3′UTR)結(jié)合而下調(diào)活化T細(xì)胞5核因子(NFAT5)和氨肽酶嘌呤霉素敏感區(qū)(NPEPPS)的表達(dá)[19];核小體組裝蛋白 1-like-4(NAP1L4)通過IFN-β信號(hào)途徑抑制PCV2復(fù)制[20];過表達(dá)豬SERPINC1基因能顯著抑制豬肺泡巨噬細(xì)胞(PAM)中PCV2的復(fù)制[21]等。

這些研究從病毒利用宿主因子的角度闡釋了 PCV2 利用宿主蛋白促進(jìn)自身增殖的分子機(jī)制,為深入了解PCV2感染的發(fā)病機(jī)制以及PCV2感染過程中與宿主因子之間的相互作用提供新的見解,為PCV2感染的抗病毒治療提供新的靶點(diǎn)及策略。

3 影響PCV2復(fù)制的外源性因素

3.1 促進(jìn)病毒復(fù)制的外源性因素谷氨酰胺(glutamine,Gln)是體細(xì)胞內(nèi)外豐富的游離氨基酸,在蛋白質(zhì)和能量代謝中起著核心作用。先前研究表明Gln缺乏促進(jìn)體外PCV2感染。LIU等[22]進(jìn)一步證實(shí)Gln缺乏在體內(nèi)外均促進(jìn)PCV2感染,同時(shí)還誘導(dǎo)自噬,抑制自噬可消除Gln缺乏對(duì)PCV2感染的影響;另一方面,ROS的產(chǎn)生可以誘導(dǎo)自噬,抑制ROS的產(chǎn)生,減輕因Gln缺乏而激活的JAK2/STAT3信號(hào)通路,從而抑制自噬誘導(dǎo)。這些結(jié)果表明Gln缺乏通過上調(diào)ROS介導(dǎo)的JAK2/STAT3信號(hào)通路激活自噬,從而促進(jìn)PCV2感染,研究結(jié)果也強(qiáng)調(diào)補(bǔ)充Gln是有效的策略之一。

赭曲霉毒素A(OTA)是由曲霉屬和青霉屬等產(chǎn)毒真菌產(chǎn)生的一種真菌毒素。先前研究發(fā)現(xiàn)小劑量OTA促進(jìn)PCV2在體外和體內(nèi)復(fù)制,對(duì)于其機(jī)制進(jìn)一步研究證實(shí)OTA誘導(dǎo)的自噬在體內(nèi)外促進(jìn)PCV2復(fù)制[23];在此基礎(chǔ)上,ZHAI等[24]探討氨基酸衍生物?;撬釋?duì)OTA促進(jìn)PCV2復(fù)制的影響及作用機(jī)制,結(jié)果表明?;撬崮芤种芆TA對(duì)PCV2復(fù)制的促進(jìn)作用,通過降低ROS水平和阻斷OTA促進(jìn)的自噬作用而實(shí)現(xiàn),?;撬嵬ㄟ^調(diào)節(jié)ROS/AMPK/mTOR信號(hào)軸來抑制自噬,從而抑制OTA促進(jìn)的PCV2復(fù)制,這些發(fā)現(xiàn)為使用?;撬岣深A(yù)PCV2感染提供了理論依據(jù)。

另外研究證實(shí)氧化應(yīng)激可促進(jìn)PCV2復(fù)制,氧化應(yīng)激誘導(dǎo)PCV2感染的PK15細(xì)胞自噬,用抑制劑或特異性siRNA阻斷自噬可顯著抑制氧化應(yīng)激促進(jìn)的PCV2復(fù)制,更重要的是自噬抑制顯著增加了氧化應(yīng)激處理的PK15細(xì)胞凋亡,是一種基于基因的自主細(xì)胞死亡程序,在自噬抑制條件下抑制細(xì)胞凋亡恢復(fù)PCV2復(fù)制,研究揭示氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的自噬通過抑制細(xì)胞凋亡途徑促進(jìn)PCV2在PK15細(xì)胞中的復(fù)制,從而導(dǎo)致病毒持續(xù)感染,研究結(jié)果為自噬與凋亡的互作及其在氧化應(yīng)激促進(jìn)PCV2復(fù)制中的作用提供了一個(gè)新的見解[25];此外低濃度的非離子表面活性劑可以改變細(xì)胞膜的物理性質(zhì),從而增加藥物的滲透性。HUA等[26]探討了不同的非離子表面活性劑Tween-20、Tween-28、Tween-40、Tween-80、Brij-30、Brij-35、NP-40和TritonX-100對(duì)PK-15細(xì)胞PCV2感染的影響,并顯示Tween-20能短暫改變PK-15細(xì)胞的表面形態(tài),促進(jìn)PCV2感染,研究結(jié)果可用于開發(fā)PCV2疫苗。

3.2 抑制病毒復(fù)制的外源性因素LIU等[27]證明Hsp90是PCV2感染宿主細(xì)胞所必需的,體外抑制Hsp90可以顯著減少病毒復(fù)制。進(jìn)一步對(duì)Hsp90抑制劑17-二甲胺乙胺基-17-去甲氧基格爾德霉素(17-DMAG)在BALB/c小鼠中PCV2感染和免疫應(yīng)答影響進(jìn)行研究,表明17-DMAG對(duì)BALB/c小鼠體內(nèi)PCV2復(fù)制具有很高的抑制作用,作為一種抗PCV2感染的抗病毒藥物具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[28]。進(jìn)一步探討Hsp90抑制劑17-烯丙氨基-17-脫甲氧基格爾德霉素(17-AAG)對(duì)PCV2復(fù)制的調(diào)節(jié)作用及其機(jī)制,發(fā)現(xiàn)17-AAG可以抑制PCV2感染誘導(dǎo)的NF-κB活化和Hsp90相關(guān)蛋白表達(dá),在病毒吸附后用17-AAG處理PK-15和3D4/31細(xì)胞,PCV2復(fù)制減弱,17-AAG的存在也降低了PCV2感染細(xì)胞中Hsp90相關(guān)蛋白表達(dá),這些結(jié)果突出了細(xì)胞蛋白在PCV2感染過程中的重要性,針對(duì)宿主因子的Hsp90抑制劑,例如17-AAG或改進(jìn)的更有效的衍生物,可以提供一種新的抗病毒策略[29]。

一氧化氮(nitricoxide,NO)是一種重要的具有生物學(xué)功能的信號(hào)分子,參與多種抗病毒反應(yīng)過程。由S-亞硝基谷胱甘肽(GSNO)產(chǎn)生的NO在對(duì)PK-15細(xì)胞和BALB/c小鼠PCV2感染的抗病毒活性研究中,發(fā)現(xiàn)NO生成化合物GSNO抑制PK-15細(xì)胞PCV2感染,表明NO及其供體GSNO作為抗PCV2感染的抗病毒藥物具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[30];XUE等[31-32]研究發(fā)現(xiàn)PCV2復(fù)制被一種形式的NO:NO·抑制,而PCV2對(duì)另一種形式的NO:NO+不敏感,NO體外抑制PCV2增殖主要是通過NO·實(shí)現(xiàn),表明NO·形式對(duì)抗PCV2感染具有潛在作用。

此外,有機(jī)硒的主要成分硒蛋氨酸(SeMet)對(duì)赭曲霉毒素A(OTA)誘導(dǎo)PCV2復(fù)制的作用及其機(jī)制研究表明,OTA可以促進(jìn)PCV2復(fù)制并激活自噬,下調(diào)p-AKT和p-mTOR的表達(dá)。另一方面,SeMet對(duì)OTA誘導(dǎo)的PCV2復(fù)制具有明顯的抑制作用,同時(shí)SeMet能減輕OTA誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡自噬和上調(diào)OTA誘導(dǎo)的p-AKT和p-mTOR表達(dá)抑制,即SeMet通過激活A(yù)KT/mTOR通路,抑制OTA誘導(dǎo)的PCV2復(fù)制,因此補(bǔ)充SeMet可能是預(yù)防PCV2感染的有效策略[33],自噬可能是開發(fā)新型抗PCV2藥物的潛在標(biāo)志。先前研究表明氧化應(yīng)激可以促進(jìn)PCV2復(fù)制,而黃芪多糖(APS)/硒可以抑制PCV2復(fù)制。LIU等[34]對(duì)硒化黃芪多糖(sAPS)對(duì)氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的PCV2復(fù)制是否有保護(hù)作用進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)H2O2通過3-甲基腺嘌呤(3-MA)和自噬相關(guān)基因5(ATG5)的敲除誘導(dǎo)自噬促進(jìn)PCV2復(fù)制,sAPS通過激活PI3K/AKT抑制自噬,進(jìn)而對(duì)氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的對(duì)PCV2復(fù)制的促進(jìn)作用進(jìn)行抑制。

其他一些研究包括牛蒡苷元對(duì)PCV2在人工感染仔豬體內(nèi)的增殖具有明顯的抑制效果,并能減輕由PCV2感染引起的病理變化[35];伊維菌素作為新型的廣譜、高效、低毒抗生素類抗寄生蟲藥,能抑制PCV2體外復(fù)制,減輕病毒感染對(duì)仔豬的影響[36]。

有證據(jù)表明,大多數(shù)現(xiàn)有疫苗未能有效降低豬群中感染PCV2豬的死亡率,對(duì)PCV2發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)不足是獲得特異性抗病毒藥物的主要障礙,這些發(fā)現(xiàn)增加了對(duì)PCV2發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí),并為PCVAD的可能控制方法進(jìn)行了有效摸索。

4 影響PCV2復(fù)制的病毒自身因素

PCV有2個(gè)主要開放閱讀框ORF1和ORF2。ORF1編碼一種復(fù)制相關(guān)蛋白R(shí)ep,對(duì)病毒DNA的復(fù)制至關(guān)重要。有研究顯示,Rep蛋白存在一些氨基酸缺失,并確定纈氨酸是重要的氨基酸,其導(dǎo)致PCV1在PK-15細(xì)胞中的復(fù)制效率高于在PCV2中,這些發(fā)現(xiàn)有助于探索豬病毒復(fù)制機(jī)制,并對(duì)PCV2疫苗的研制具有重要意義[37]。此前研究發(fā)現(xiàn)YiY-3-2-3菌株在ORF1區(qū)域有一個(gè)自然發(fā)生的點(diǎn)突變(G710到A710),這導(dǎo)致Rep基因產(chǎn)物縮短(945~660 bp),而Rep蛋白參與PCV2基因組復(fù)制。HU等[38]探討這種突變對(duì)PCV2復(fù)制的影響,發(fā)現(xiàn)C端截短的Rep蛋白會(huì)降低病毒復(fù)制和感染性,表明PCV2的ORF1在進(jìn)化過程中也可能存在有利和不利的突變。

另一方面,ORF5蛋白是PCV2中新發(fā)現(xiàn)的一種非結(jié)構(gòu)蛋白,通過利用RNA測(cè)序研究PCV2 ORF5在感染PCV2的豬上皮細(xì)胞中作用,發(fā)現(xiàn)PCV2 ORF5可以通過轉(zhuǎn)錄抑制參與Ⅰ型干擾素(IFN)產(chǎn)生的基因來抑制Ⅰ型IFN表達(dá),從而增強(qiáng)PCV2在豬上皮細(xì)胞中的復(fù)制[39]。進(jìn)一步研究PCV2 ORF5蛋白對(duì)自噬和病毒復(fù)制的影響,發(fā)現(xiàn)ORF5在PCV2誘導(dǎo)的自噬中起重要作用,PCV2 ORF5誘導(dǎo)自噬以促進(jìn)病毒在PK-15細(xì)胞中的復(fù)制,ORF5蛋白可觸發(fā)PERK和eIF2a磷酸化和下游轉(zhuǎn)錄因子ATF4表達(dá)。此外ORF5蛋白激活A(yù)MPK-ERK1/2-mTOR信號(hào)通路,提示ORF5在PCV2誘導(dǎo)自噬中起重要作用,進(jìn)一步揭示PCV2 ORF5通過PERK-eIF2a-ATF4和AMPK-ERK1/2-mTOR通路促進(jìn)PCV2復(fù)制[40]。

此外,李佳暖等[41]以分離的1株P(guān)CV2d流行毒株P(guān)CV2RC160307為模板,通過融合PCR突變其Rep蛋白上的1個(gè)N-糖基化位點(diǎn),成功構(gòu)建自身環(huán)化感染性克隆HT-PCV2,轉(zhuǎn)染ST細(xì)胞顯示拯救成功的HT-PCV2病毒滴度,較分離的流行毒株RC160307及未糖基化位點(diǎn)突變的感染性克隆H-PCV2的病毒滴度有所提高,為PCV2復(fù)制機(jī)制的進(jìn)一步研究及疫苗的研制奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)語及展望

PCV2作為引發(fā)PCV相關(guān)疾病的病原,對(duì)世界養(yǎng)豬業(yè)造成了嚴(yán)重威脅。因此,進(jìn)行 PCV2復(fù)制及感染致病機(jī)制的深入研究,對(duì)PCV2防制至關(guān)重要。病毒與宿主的相互作用是一個(gè)漫長的過程并不斷地進(jìn)化,在這一過程中,一方面宿主限制因子要抑制病毒;但同時(shí),為了更有效的復(fù)制,病毒也會(huì)通過不同的機(jī)制拮抗宿主限制因子并逃逸其抑制作用。深入研究病毒與宿主間的相互作用,不但會(huì)豐富宿主抗病毒限制因子抑制病毒的認(rèn)識(shí),同時(shí)也可以更好地了解病毒本身,了解病毒所編碼蛋白的功能。研究者通過對(duì)不同因素包括宿主因素、外源性因素以及病毒自身因素等研究,發(fā)現(xiàn)多種因素不僅能夠抑制PCV2復(fù)制,還能調(diào)節(jié)促進(jìn)病毒的復(fù)制。相信隨著分子生物學(xué)、免疫學(xué)、基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展以及PCV2致病機(jī)制的深入研究,對(duì)這些影響因素更加透徹的了解將為PCV2的治療及預(yù)防提供一些新的思路,找到治療靶點(diǎn)來防治該病毒,進(jìn)而達(dá)到凈化目的。因此,對(duì)影響PCV2感染與復(fù)制的各類因素的研究具有重大意義,本研究綜述的一些因素在抗病毒領(lǐng)域已經(jīng)取得了階段性進(jìn)展,但如何在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用有待進(jìn)一步研究闡明。

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