热点速看!病毒感染对细胞凋亡的影响

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细胞凋亡又称程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD),是多细胞生物的一种生理过程,是在个体发育过程中为维持内环境稳态和调控机体发育,由基因编码的细胞死亡过程,可由细胞内部和外部因素的刺激所调控。

病毒是一类结构简单、性质特殊的微生命体,具有特殊的增殖方式,需要绝对的细胞内寄生。病毒感染宿主细胞后,为了复制遗传物质和合成子代病毒,某些病毒可通过抑制宿主细胞相关基因的表达和相应蛋白的合成,进而抑制被感染细胞的凋亡。

一方面,宿主细胞主动性凋亡引起被感染细胞死亡,同时达到清除病毒的效果,在机体防御病毒感染过程中起重要作用。另一方面,病毒亦主动诱导或抑制宿主细胞凋亡,以达到在机体内复制产生更多子代病毒并完成生活周期的目的,并造成持续性感染,甚至肿瘤发生。

病毒感染诱导细胞凋亡

病毒感染细胞后,主要通过两种形式引起宿主细胞的凋亡:①通过免疫系统介导;②通过病毒自身蛋白直接诱导细胞凋亡,或病毒编码的产物诱导凋亡基因的表达等方式间接诱导靶细胞凋亡。

有研究表明,在感染人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)后,人体内CD4+ T淋巴细胞的不断减少与细胞凋亡直接相关。HIV包膜蛋白与CD4+ T淋巴细胞表面的CD4分子结合,促进HIV进入细胞;包膜蛋白从病毒上脱落并大量积聚在淋巴组织中,通过CD4分子活化信号途径诱导CD4+ T淋巴细胞发生凋亡,导致该细胞减少,引起以CD4+ T淋巴细胞缺损和功能障碍为中心的严重免疫缺陷。HIV病毒还可引起细胞周期G2期阻滞,从而引起细胞凋亡。SARS病毒可通过上调Ca2+ 浓度增加线粒体膜的通透性。线粒体外膜被损坏后,位于线粒体内膜上的凋亡诱导因子(apoptosis-inducing factor, AIF)被钙依赖性钙蛋白酶裂解释放到胞质,裂解激活的 AIF 能够切割DNA。进入细胞核后,AIF使细胞DNA片段化,引起细胞凋亡。

有研究报道,人细小病毒B19感染红细胞后,可通过招募细胞线粒体死亡蛋白Bax和Bad,上调Caspase-3和Caspase-9蛋白活性,间接地诱导细胞发生凋亡。

病毒感染抑制细胞凋亡

一些病毒经过长期进化,为了能够在宿主体内长期生存,可通过多种途径干扰机体为清除被感染细胞而进行的细胞凋亡,最终有利于其在宿主体内长期潜伏。不同病毒抑制细胞凋亡的机制不同,病毒可以促进宿主细胞内抑凋亡蛋白的表达以阻断凋亡信号的转导,也可以通过启动宿主细胞的抗凋亡机制,阻止或延迟被感染的细胞发生凋亡。

例如呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus, RSV)可上调抗凋亡基因IEX-1L的表达,抑制由TNF-α导致的细胞凋亡;还可通过抗凋亡基因Mcl-1表达的上调,延迟被感染细胞发生凋亡。

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参考文献

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