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正粘病毒培养和增殖



录入时间:2009-7-9 13:42:47 来源:青岛海博

 
(1)培养〖HT5SS
甲型流感病毒虽能引起人和多种动物的疾病,但大多数毒株具有比较明显的宿主特异性。各型流感病毒都能在鸡胚内良好增殖。初代分离时最好应用羊膜腔接种法,但许多毒株也能适应于鸡胚尿囊腔,特别是已在羊膜腔内传代的毒株。丙型流感病毒只能在羊膜腔内增殖。多数流感病毒可在牛胚肾、鸡胚肾、猴胚肾和人胚肾细胞内增殖,但各毒株产生细胞病变的能力不同。检测细胞培养物内病毒增殖的最可靠的方法是血细胞吸附试验。流感病毒对细胞的吸附,发生于病毒血凝素与细胞受体(含神经氨酸)之间。虽然病毒的NA也参与反应,但因其与HA相比,在数量上只占极少数(10∶1),故在病毒与细胞的最初吸附中起不到多大作用。据估计,每个鸡胚绒毛尿囊膜细胞约有1000~2000个受体部位。
(2)病毒基因组的复制与转录
〓流感病毒复制时可产生两种基因转录物:一种是A(+)cRNA,其功能相当于mRNA;另一种是A(-)cRNA,是病毒复制时产生vRNA的模板。病毒RNA在细胞内最先转录出mRNA(+)cRNA,这一过程称初始转录。子代病毒RNA分子的产生称为二级转录,这一过程是用A(-)cRNA作模板合成vRNA。流感病毒与其它RNA病毒(如小RNA病毒)不同,它不能在去核的细胞内复制,而且紫外线照射、放线菌素D或丝裂酶素C都可以阻断病毒的增殖。上述药物只能在RNA合成之前,即感染后前2小时之内有此作用。但是DNA合成的化学抑制物(如阿糖胞苷~AraC),不能降低感染病毒的增殖。因此,功能性宿主DNA,而不是复制型宿主DNA,是流感病毒增殖的早期过程所必需的。实际上,宿主细胞的mRNA对流感病毒RNA的复制和转录也是需要的,因为宿主细胞mRNA的5’端10~15个核苷酸以及其帽子结构,可转移到病毒裸露mRNA的5’端,也可作为病毒基因组转录的引物。证明流感病毒的复制需要宿主细胞RNA多聚酶的参与。
流感病毒的初始转录〓流感病毒的初始转录(mRNA的合成)包括引物RNA的切割、合成启始、链的延长和终止等几个过程,由病毒转录酶复合体(包括PB1、PB2、PA和NP)来完成。首先,病毒核酸酶PB2结合到宿主mRNA的5’端并切下10~13个核苷酸,这一序列带有帽子结构,可直接作为引物。一般的核酸酶切割后产生的3’端带有磷酸,而流感病毒的核酸内切酶切割后可产生3’端OH基,因此切下的寡核苷酸不需要去磷酸化即可直接作引物。流感病毒核酸内切酶作用的发挥要求帽子上有m7G,其合适的切割位点在嘌呤的3’端,并且距离是10~13个核苷酸,最适切割位点是腺嘌呤核苷的3’端。引物加上后,PB1以病毒RNA为模板催化合成的起始和链和延伸。加上去的第一个核苷酸是G,它与病毒RNA3’端的第二个核苷酸互补,由此可见,病毒转录酶不转录3’端第一个核苷酸(U)。当链延伸到11-15个核苷酸长度时,引物从PB2上释放下来,但其3’端的A仍保留在mRNA上,因此病毒mRNA的5’端仍为AGC。在链的延伸过程中,PB1、PB2和PA一起移动,但PA的作用还不清楚。当链延伸到距模板5’端15~22个核苷酸处时遇到寡聚U序列,以此为模板合成PolyA尾后使链的延长终止。由此可见病毒mRNA是病毒RNA的不完全转录物。
(A)(一)cRNA的合成及病毒基因组复制〓(A)(一)cRNA是合成子代病毒基因组的模板,可在感染的宿主细胞内发现,它是病毒RNA的完全转录物,5’末端是pppA,3’端没有PolyA尾。流感病毒mRNA的合成在无病毒蛋白质合成的情况下即可进行,而(A)(一)cRNA不同,必须在有功能性病毒蛋白合成后才能进行,因此其合成出现的时间比mRNA晚。一般认为合成(A)(一)cRNA所需要的酶也是病毒聚合酶复合体,但病毒的某些蛋白质(如NS1、NS2和M2)也参与这一转录过程。其转录的特点是不需要引物即可起始;转录时由于病毒蛋白质的参与,能通过模板上的PolyU区到达5’末端。病毒聚合酶复合体中每种成分在转录过程中的作用还不十分清楚。流感病毒8个片段或7个片段的末端序列都相同,因此转录酶识别每个片段的机会是均等的,这样每个片段转录(A)(一)cRNA率都相同。(A)(一)cRNA合成后可作为模板,在转录酶复合体的催化下忠实地转录出子代病毒RNA。
RNA合成的调节〓在流感病毒感染过程中,三种病毒RNA[mRNA、(A)(一)cRNA和vRNA]的合成速度受到某种机制的调节。感染后最先合成的是mRNA,几乎在感染后马上就能检测到,因为mRNA的合成只需要病毒多聚酶复合体及宿主mRNA的帽状结构,不需要其它的病毒蛋白质的协助。mRNA的合成在感染后2小时可达到高峰。在检测到mRNA后很快即可检测到(A)(一)cRNA,不过其合成高峰出现的时间可能比mRNA的还早。(A)(一)cRNA合成后很快复制出vRNA。
(3)病毒的增殖吸附、穿膜和脱壳
〓〖HT5SS〗流感病毒与其它病毒一样,感染的第一步是病毒与细胞上的特异受体相互作用,使病毒吸附于细胞表面。流感病毒的受体结合位点位于HA头部顶端,细胞受体是位于细胞膜糖蛋白或糖脂链末端的唾液酸。吸附后病毒粒子经吞饮作用进入细胞浆,与酸性溶酶体发生融合,这样可使流感病毒周围的pH下降到50。在这种酸性环境中,HA的构型发生很大变化,使HA2的氨基端游离出来并插入吞噬泡膜的脂质双层,促使病毒囊膜与吞噬泡膜融合并破裂,最后病毒核衣壳释放到细胞浆内。病毒基因组的复制及其它成分的合成〓流感病毒基因组为负链RNA,就是说病毒基因组RNA不能作为模板翻译蛋白质,必须首先合成mRNA才能进行蛋白质的合成。因此病毒脱去囊膜后其核酸片段进入宿主细胞核,在病毒本身携带的聚合酶复合体催化下,以宿主细胞mRNA5’端序列作引物开始初级转录,即产生mRNA。产生的病毒mRNA进入细胞质用于翻译病毒蛋白质。在感染的初期,产生的蛋白质主要是NP和NS1,这时宿主细胞mRNA的翻译被阻断,新合成的NP和NS1又进入细胞核,当在核内聚集到一定浓度后,使病毒mRNA的合成速度下降,开始A(一)cRNA和vRNA的合成。新合成的vRNA在核内与NP组成复合体,又可作为模板转录病毒mRNA。流感病毒的糖成分主要存在于囊膜上,是糖蛋白和糖脂的组分。糖脂成分来源于宿主细胞,糖蛋白中的寡糖侧链由宿主细胞的转移酶合成。病毒囊膜的类脂成分也来源于宿主细胞膜。病毒粒子的装配〓有关流感病毒粒子的详细装配过程目前还不清楚。一般认为NP在细胞浆合成首先以游离状态存在,但很快进入细胞核与vRNA结合形成核壳体。最近研究表明,M1在细胞核内聚集到一定程度可促使核壳体从细胞核进入细胞质。基因组片段被NP包围后可形成一种串联结构,但其形成机制还不清楚,因为每一片段的末端序列都相同,在不同片段之间很难找到配对序列。有人认为NP之间的相互作用可将它们联在一起,但是还没有直接证据。基质蛋白(M1)合成后到达细胞膜,紧贴在细胞膜内侧面,在此处的胞膜上有HA和NA形成的纤突。核衣壳形成后移向这一区域准备出芽。在每一个感染性病毒粒子中都含有8个或7个不同的基因组片段,在病毒装配过程中如何只包装8个或7个不同的片段而不出现差错,目前还是一个悬而未决的问题。病毒的出芽和释放〓M1合成后到达细胞膜,与HA、NA或M2的胞浆域之间相互作用可能是病毒出芽的信号。病毒释放过程中NA起很重要的作用。NA可去掉病毒囊膜上的神经氨酸,避免子代病毒在细胞膜上聚集。病毒成熟的最后一步是靠宿主的蛋白酶将HA裂解为HA1和HA2,使病毒粒子具有感染性。

 

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