丙型肝炎由丙型肝炎病毒(HCV)感染所致,主要由血液/體液傳播。據世界衛生組織估計,全球有1.7億人感染HCV。在我國健康人群抗HCV陽性率為0.7%~3.1%,約3800萬人。由于病毒生物學特點和宿主免疫功能等多方面因素,機體免疫往往難以有效清除病毒,致使約50%~80%HCV感染者發展為慢性肝炎,其中20%~30%將發展成肝硬化。肝硬化患者中每年有1%~4%發展成為肝細胞癌癥。
HCV是一種RNA病毒。HCV RNA大約有9500~10000bp組成,5'和3'非編碼區(NCR)分別有319~341bp,和27~55bp,含有幾個順向和反向重復序列,可能與基因復制有關。在5'非編碼區下游緊接一開放的閱讀框(ORF),其中基因組排列順序為5'-C-E1-E2-p7-NS2-NS3-NS4-NS5-3',能編碼一長3014個氨基酸的多聚蛋白前體,可經宿主細胞和病毒自身蛋白酶作用后,裂解成各自獨立病毒蛋白,即三種結構蛋白,為分子量19KD的核衣殼蛋白(或稱核心蛋白,C)和33KD(E1),72Kd(E2/NS1)的糖蛋白,及四種分子量為23KD、52KD、60KD、116KD的非結構蛋白分別與NS2、NS3、NS4、NS5相對應。由于GP72正好與瘟病毒表面蛋白或黃病毒第一個非結構蛋白(NS1)相對應,故將GP72的基因標記稱謂E2/NS1。E1和E2/NS1糖蛋白能產生抗HCV的中和作用。NS2和NS4的功能還不清楚,發現與細胞膜緊密結合在一起。NS3蛋白具有螺旋酶活性,參與解旋HCV-RNA分子,以協助RNA復制,NS5有依賴于RNA的聚合酶活性,參與HCV基因組復制。
丙型肝炎病毒(HCV)是一種小型的包膜病毒:單股正鏈RNA病毒,包被在蛋白衣殼中,含有兩種糖蛋白的脂質雙層包膜包繞著這種蛋白衣殼,而且包膜上有剌突。急性HCV感染能夠導致肝炎,但是這種病毒通常是以在肝臟中慢性感染的形式持續存在,并且這種持續存在能夠導致肝臟炎癥,以及最終導致肝細胞癌。HCV如何破壞肝細胞將它們變成病毒制造工廠仍然是個謎。
在一項新的研究中,來自法國里昂的Romain Parent和他的合作者發現一種小分子量分泌蛋白,Netrin-1,密切地參與HCV的生命周期。他們報道HCV增加肝細胞中的Netrin-1表達,接著,Netrin-1增加病毒RNA基因組數量和產生的病毒顆粒的傳染性。更為重要的是,他們提供證據證實Netrin-1也促進HCV病毒被未感染的肝細胞攝取,這很可能是通過阻斷表皮生長因子受體(EGFR)內化因而增加這種用于病毒攝取的輔因子在肝細胞表面上的數量來實現的。相關研究結果于2016年3月31日發表在PLoS Biology期刊上,論文標題為“Epidermal Growth Factor Receptor-Dependent Mutual Amplification between Netrin-1 and the Hepatitis C Virus”。
HCV主要在肝臟的肝細胞(hepatocyte, 也譯作肝實質細胞)中進行復制。它通過與幾種細胞表面蛋白的復雜相互作用而侵入這些肝細胞,并在細胞內膜上進行復制,特別是在內質網膜上。研究人員之所以研究Netrin-1在HCV感染中發揮的可能性作用,是因為之前的研究已證實它參與幾種類型的癌癥以及與癌癥相關聯的炎癥性疾病。
研究人員首先研究從HCV患者體內獲取的肝臟活組織樣品中的Netrin-1 mRNA數量,然后將這種數量與來自未感染HCV的病人的類似樣品進行比較。他們發現在被HCV感染的樣品中Netrin-1 mRNA數量顯著增加,增加了23倍,對HCV感染病人進行抗病毒藥物治療能夠逆轉這種增加。類似地,HCV感染原代人肝細胞和在體外培養的肝細胞系會導致這些細胞中的Netrin-1 mRNA數量大量增加,因而也會導致新翻譯的Netrin-1蛋白數量顯著增加。
已知Netrin-1 mRNA結合到La相關蛋白LARP1上,但是這種相互作用的功能重要性是不清楚的。研究人員發現LARP1也在促進Netrin-1翻譯的內質網膜上特異性地與非結構性HCV蛋白NS5A發生相互作用。再者,在過量表達和基因敲除研究中,Netrin-1水平直接與被HCV感染的肝細胞中HCV RNA數量和所產生的病毒顆粒的傳染性相關聯,而且Netrin-1很可能是通過直接結合到HCV病毒顆粒上來實現的。因此,研究人員作出結論,HCV感染促進Netrin-1產生,接著,Netrin-1促進HCV產生。
但是這不是Netrin-1對HCV生命周期的唯一影響。研究人員也提供證據證實表達的Netrin-1通過阻止EGFR內化,增加肝細胞表面上的EGFR蛋白水平---以及活化的(磷酸化的)EGFR水平,而且這似乎促進HCV病毒侵入肝細胞。
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