小反芻獸疫(Peste des petits ruminants,PPR)是由小反芻獸疫病毒(Peste des petits ruminants virus,PPRV)引起山羊、綿羊等小反芻動物的一種急性烈性高度接觸性傳染病,致死率高。該病被世界動物衛(wèi)生組織(OIE)列為A 類疫病,也是我國規(guī)定的I類動物疫病。迄今,全球超過70 個國家確認境內(nèi)發(fā)現(xiàn)PPR。2014 年起,我國先后有25 個省市自治區(qū)先后發(fā)生PPR 疫情。PPRV 感染宿主后傳播迅速是其致病的主要特征,探尋該病毒感染宿主后的傳播途徑及其機制是該領(lǐng)域亟待解決的突出問題。外泌體(Exosomes)是一類介導(dǎo)細胞間通訊的納米級囊泡,可通過其載荷的蛋白質(zhì)、核酸、脂類等物質(zhì)調(diào)節(jié)攝取這些外泌體的細胞的生物學(xué)活性。近年研究表明,外泌體介導(dǎo)的病毒免疫逃逸或宿主免疫系統(tǒng)抑制可能是病毒傳播以及致病的一條關(guān)鍵途徑。
近期發(fā)表于《Journal of Virology》的研究論文,首次揭示了PPRV 感染誘導(dǎo)的自噬能夠促進外泌體介導(dǎo)該病毒在細胞間進行傳播并建立增殖性感染的新機制。該研究發(fā)現(xiàn),PPRV 感染引起非洲綠猴腎細胞(Vero)外泌體釋放水平顯著上升,提示外泌體在PPRV 細胞間傳播中可能發(fā)揮一定作用。對PPRV感染Vero 細胞源外泌體(PPRV-Exosomes)攜帶組分分析發(fā)現(xiàn),該外泌體荷載高水平的感染性PPRV 核酸。進一步研究發(fā)現(xiàn),將PPRV-Exosomes 與正常Vero 細胞共孵育后,可見孵育細胞中呈現(xiàn)大量PPRV陽性染色細胞以及新生子代病毒,揭示外泌體介導(dǎo)PPRV 進行細胞間傳播的新途徑。值得注意的是,當(dāng)將PPRV 特異性抗血清分別與游離PPRV 或者PPRV-Exosomes 共孵育2 h 后,再分別與Vero 細胞共孵育,可見PPRV 特異性抗血清能夠有效中和游離PPRV 并阻斷其在Vero 細胞發(fā)生感染,而PPRV-Exosomes 可逃逸該特異性抗血清的中和作用,并在Vero 細胞建立增殖性感染。細胞自噬與外泌體途徑在維持細胞穩(wěn)態(tài)中彼此密切聯(lián)系,該團隊結(jié)合前期研究中發(fā)現(xiàn)的PPRV 誘導(dǎo)宿主細胞自噬以增強病毒復(fù)制水平(Autophagy, 2019, 16: 842-861.),發(fā)現(xiàn)PPRV誘導(dǎo)宿主細胞自噬在調(diào)控外泌體介導(dǎo)PPRV 細胞間傳播中發(fā)揮重要作用,特別是通過增強外泌體釋放水平以提升外泌體介導(dǎo)的PPRV 細胞間傳播。該發(fā)現(xiàn)進一步豐富了細胞自噬在促進PPRV 增殖中的作用機制,同時揭示了細胞自噬與外泌體途徑互作在調(diào)控病毒傳播及復(fù)制中的新機制。
PPRV-Exosomes 中荷載的感染性PPRV 核酸是其介導(dǎo)PPRV 細胞間傳播的關(guān)鍵,TSG101 屬于ESCRT系統(tǒng)中的一員,其參與外泌體的生物發(fā)生并對于外泌體內(nèi)容物的分選也具有重要調(diào)控作用。該研究團隊發(fā)現(xiàn),PPRV 感染顯著誘導(dǎo)宿主細胞中TSG101 表達水平。通過基因缺失與過表達試驗發(fā)現(xiàn),TSG101在分選感染性PPRV 核酸并載入外泌體中發(fā)揮重要作用。進一步研究發(fā)現(xiàn),PPRV C 蛋白、H 蛋白和N蛋白通過上調(diào)TSG101 和誘導(dǎo)自噬,進而在外泌體介導(dǎo)病毒在細胞間傳播中發(fā)揮關(guān)鍵作用。該文章雖然提到PPRV 感染能夠顯著改變外泌體中宿主細胞源組分,但沒有進一步研究分析PPRV-Exosomes 中荷載的其他組分在PPRV 外泌體傳播途徑中發(fā)揮的作用及其機制。
該研究首次發(fā)現(xiàn)了外泌體介導(dǎo)PPRV 在細胞間進行傳播并建立增殖性感染的新途徑。闡明了PPRV 感染誘導(dǎo)的自噬在促進外泌體介導(dǎo)PPRV 細胞間傳播中的新機制,為PPR 的防控提供了新思路。