內(nèi)源性綿羊肺腺瘤病毒與宿主共進(jìn)化研究進(jìn)展*

張?jiān)旅?劉淑英

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010018)

內(nèi)源性綿羊肺腺瘤病毒與宿主共進(jìn)化研究進(jìn)展*

張?jiān)旅?劉淑英*

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010018)

近年來(lái)的研究表明,內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒作為哺乳動(dòng)物基因組的重要組成部分,在與宿主共進(jìn)化過(guò)程中發(fā)揮重要作用。對(duì)內(nèi)源性綿羊肺腺瘤病毒的研究,為揭示哺乳動(dòng)物內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒與宿主共進(jìn)化關(guān)系提供了一個(gè)獨(dú)特的模型系統(tǒng)。內(nèi)源性綿羊肺腺瘤病毒在與宿主共進(jìn)化過(guò)程中不斷的增強(qiáng)自身的宿主適應(yīng)性,通過(guò)取代宿主原有的促進(jìn)孕體發(fā)育及胎盤(pán)形成的機(jī)制而發(fā)揮作用。通過(guò)分析近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒一些相關(guān)研究,從內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒在進(jìn)化中可能的作用、內(nèi)源性綿羊肺腺瘤病毒的分類、基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、在與宿主共進(jìn)化過(guò)程中可能的作用、對(duì)孕期激素的影響及與外源性綿羊肺腺瘤病毒相互作用關(guān)系等方面進(jìn)行了綜述。

內(nèi)源性綿羊肺腺瘤病毒;共進(jìn)化;孕體發(fā)育

逆轉(zhuǎn)錄病毒(Retrovirus)是指含逆轉(zhuǎn)錄酶(RTase)的RNA病毒。內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(Endogenous retrovirus,ERV)是由于體細(xì)胞被逆轉(zhuǎn)錄病毒感染后,導(dǎo)致病毒基因組以DNA的形式穩(wěn)定的整合到宿主細(xì)胞的基因組當(dāng)中而形成的,這時(shí)的病毒基因組稱為前病毒。如同細(xì)胞內(nèi)的其他任何基因一樣,前病毒成為細(xì)胞基因組的一部分,它在機(jī)體生殖細(xì)胞中通過(guò)垂直傳播以孟德?tīng)栠z傳方式垂直遺傳給后代。因此,無(wú)論細(xì)胞是凋亡還是死亡,前病毒都將伴隨著被感染的細(xì)胞的命運(yùn)與該細(xì)胞發(fā)生密切的聯(lián)系。幾乎所有真核生物種系中都存在有與水平傳播的致病性外源性逆轉(zhuǎn)錄病毒相對(duì)應(yīng)的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒[1],并且內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒成為真核生物基因組的一個(gè)重要組成部分[2]。內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒在胎盤(pán)中的表達(dá)可能參與妊娠過(guò)程中的局部免疫調(diào)節(jié),介導(dǎo)細(xì)胞間的相互作用,以防止外源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的胎期傳染[3]。綿羊基因組中包含至少27拷貝的與綿羊肺腺瘤病毒(Jaagsiekte sheep retrovirus,JSRV)高度相關(guān)的內(nèi)源性綿羊肺腺瘤病毒序列(Endogenous jaagsiekte sheep retrovirus,enJSRV)。近年來(lái),一些研究認(rèn)為enJSRV在孕體發(fā)育和胎盤(pán)形成過(guò)程中扮演至關(guān)重要的角色[1]。因此,enJSRV在綿羊進(jìn)化過(guò)程中起著重要的作用。

1 ERV在進(jìn)化中可能的作用

內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒在宿主基因組中的持續(xù)存在是在進(jìn)化中達(dá)到了良好的平衡的結(jié)果[1]。逆轉(zhuǎn)錄病毒能夠?qū)⑺鼈兊幕蚪M整合到宿主細(xì)胞的DNA中,而且整合步驟在逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制周期中是必須的,為這些病毒在幾乎所有的真核生物中的定居提供了機(jī)會(huì)[4]。ERV由于積累了突變、缺失、重排和后天修飾而通常是有缺陷的。內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒在各種動(dòng)物生殖道及胎盤(pán)中高效表達(dá),并且對(duì)于哺乳動(dòng)物胎盤(pán)的進(jìn)化是至關(guān)重要的[5]。ERV-3和HERV-W(Human endogenous retrovirus W)是2個(gè)人類的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒。ERV-3的跨膜糖蛋白(TM)的一部分與Haraguchi S等[6]推測(cè)的一個(gè)r反轉(zhuǎn)錄病毒的免疫抑制區(qū)非常相似,支持了ERV-3可能保護(hù)胎兒免受母體的免疫攻擊的推測(cè)。HERV-W是另外一個(gè)人類內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒,它特異性的在人類胎盤(pán)的合胞體滋養(yǎng)層中表達(dá)。HERV-W的Env蛋白當(dāng)在體外表達(dá)時(shí)能夠誘導(dǎo)合胞體的形成的現(xiàn)象支持了HERV-W也可能參與了人類胎盤(pán)的形成假說(shuō)[4]。近年來(lái)的研究表明,ERV可能與胎盤(pán)一起構(gòu)成防止微生物入侵胎兒的胎盤(pán)屏障,就像腸道內(nèi)的正常微生物群與腸道黏膜結(jié)構(gòu)一起構(gòu)成腸道屏障一樣。這一概念的形成有利于對(duì)艾滋病病毒(HIV)的母嬰垂直傳播機(jī)理的研究[7]。

總之,ERVs可以通過(guò)多種方式,并且在諸多方面與宿主發(fā)生著相互作用。但是,ERV對(duì)于宿主的有利作用應(yīng)該大于有害作用,否則,它們將在進(jìn)化過(guò)程中被淘汰。

2 enJSRV的分類

根據(jù)Coffin J M[8]對(duì)于內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的分類方法,依據(jù)一個(gè)已確定的前病毒的最初的整合事件發(fā)生于物種形成之前或是之后,enJSRV能夠被分為現(xiàn)代型和古老型?，F(xiàn)代型enJSRV沒(méi)有積累足夠的缺失或突變,因此,在某些情況下它們?nèi)匀荒墚a(chǎn)生具感染性的病毒顆粒。有研究表明,在已發(fā)現(xiàn)的27個(gè)enJSRV中至少有5個(gè)具有完整的基因組成,并且能夠在體外培養(yǎng)條件下產(chǎn)生病毒顆粒[9]。最近發(fā)現(xiàn)enJSRV-26能夠逃脫由enJS56A1和enJSRV-20介導(dǎo)發(fā)揮作用的JSRV晚期限制因素(JSRV late restriction,JLR),并且它可能代表另一個(gè)目前仍在綿羊種群中循環(huán)而未被檢測(cè)到的外源性綿羊反轉(zhuǎn)錄病毒。因此,可以利用的數(shù)據(jù)表明,綿羊基因組中的enJSRV仍然處于“內(nèi)生化”的過(guò)程中,并且尚未達(dá)到平衡[1]。古老型enJSRV侵襲宿主基因組是在物種形成之前。因此,enJSRV在每個(gè)特定物種的個(gè)體中都存在。例如,研究者們?cè)谘芯縠nJSRV的前病毒位點(diǎn)時(shí),發(fā)現(xiàn)enJSRV10和enJSRV6基本上存在于各個(gè)羊的種屬中,整合大概發(fā)生在500萬(wàn)～700萬(wàn)年前[10]。而綿羊?qū)倥c山羊?qū)俚姆只蠹s發(fā)生在這之后。通常,古老型enJSRV由于積累了重要的突變或是缺失而致使它們成為復(fù)制缺陷的,正是這種缺陷使得它們失去了致癌性。并且,伴隨著進(jìn)化過(guò)程它們已經(jīng)成為宿主基因組中至關(guān)重要的一部分,而發(fā)揮其相應(yīng)作用。

3 enJSRV的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

研究表明,綿羊基因組包含至少27個(gè)拷貝的enJSRV前病毒序列[1,10],并且這些序列在不同的染色體上呈現(xiàn)不均勻分布,這與內(nèi)源性綿羊肺腺瘤病毒的進(jìn)化相關(guān)[11]。enJSRV基因組由于存在無(wú)義突變,廣泛的缺失及重排而使基因組成為有缺陷的。Palmarini M等[4]的研究證明了內(nèi)源性綿羊肺腺瘤病毒含有典型的ERV的4個(gè)開(kāi)放讀碼框(Open reading frame,ORF),分別是 gag、pro、pol和 env 基因。Gag基因編碼病毒核心的結(jié)構(gòu)蛋白,pro和pol基因編碼病毒結(jié)合酶,env基因編碼囊膜蛋白,包括表面蛋白(surface domain,SU)及跨膜蛋白(transmembrane domain,TM)兩個(gè)亞單位。在病毒進(jìn)入過(guò)程中,SU與細(xì)胞受體相互作用,TM將SU定植在細(xì)胞膜上[1]。有研究證明各種不同的enJSRV與JSRV在核糖核酸水平上的同源率為85%～89%。在以JSRV21為基礎(chǔ)的條件下對(duì)各種enJSRV基因進(jìn)行測(cè)序,并從氨基酸水平分析,發(fā)現(xiàn)enJSRV的各種蛋白與JSRV21的同源率均超過(guò)90%,因此,當(dāng)enJSRV在胎兒體內(nèi)大量表達(dá)時(shí),可能引起母體的免疫系統(tǒng)的自身識(shí)別,使綿羊產(chǎn)生免疫耐受[12]。吳小莉等[13]在研究enJSRV及其受體Hyaluronidase2(HYAL2)在免疫器官中的表達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn),enJSRV和HYAL2的mRNA特異性的在胸腺小葉、淋巴結(jié)的各種細(xì)胞、脾臟的白髓中表達(dá),這為機(jī)體對(duì)JSRV產(chǎn)生免疫耐受提供了有力的證據(jù),并且可能作為解釋為何被JSRV感染的綿羊體內(nèi)缺乏循環(huán)抗體這一事實(shí)提供依據(jù)。enJSRV與JSRV主要的區(qū)別位于長(zhǎng)末端重復(fù)序列(long terminal repeats,LTR)的U3區(qū)及沿著Gag和Env分布的可變區(qū)VR1,VR2和VR3[14]。另外,徐萌杰等[15]在對(duì)enJSRV NM 株與exJSRV NM株的gag基因序列分析時(shí),發(fā)現(xiàn)enJSRV的gag基因上沒(méi)有exJSRV的gag基因特有的SalⅠ酶切位點(diǎn),因此,這可能作為區(qū)分enJSRV和exJSRV的一個(gè)手段之一。Chow Y H等[16]通過(guò)試驗(yàn)證明exJSRVenv基因編碼的 TM蛋白和它的胞質(zhì)尾是引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化的主要決定因素。更具體的研究證明,JSRVEnv誘導(dǎo)細(xì)胞轉(zhuǎn)化的主要決定簇存在于TM結(jié)構(gòu)域的胞質(zhì)尾,特別是位于Env590～593處的Y-X-X-M基序是對(duì)于各種細(xì)胞系的轉(zhuǎn)化是至關(guān)重要的,而enJSRV缺乏Y-X-X-M基序[1]。一些研究者在研究enJSRV的Env作用時(shí)發(fā)現(xiàn)enJSRV的Env蛋白不能誘導(dǎo)嚙齒類及雞細(xì)胞系的轉(zhuǎn)化[1]。這些證據(jù)暗示,可能正是由于enJSRV缺乏Y-X-XM基序,致使它們不能夠引起體外細(xì)胞系的致癌性轉(zhuǎn)化。

4 enJSRV在與宿主共進(jìn)化過(guò)程中可能的作用

首先,Dunlap K A等[5]在研究enJSRV和其受體Hyaluronidase2(HYAL2)相互作用的試驗(yàn)時(shí)應(yīng)用RT-PCR方法檢測(cè)發(fā)現(xiàn),enJSRV env在滋養(yǎng)層細(xì)胞的表達(dá)是在交配后12 d開(kāi)始的,而HYAL2的表達(dá)是從16 d開(kāi)始。作為滋養(yǎng)層巨型雙核細(xì)胞前體的單核滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞(mononuclear trophectoderm cell,MTC)在妊娠后需要在enJSRV和HYAL2的相互作用下進(jìn)行分化,支持了enJSRV在孕體植入前可能對(duì)于單核滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞的分化起著重要作用的推測(cè)。單核滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞隨后通過(guò)核內(nèi)復(fù)制或融合作用形成滋養(yǎng)外胚層巨型雙核細(xì)胞(trophoblast giant binucleate,BNC),BNC繼而移行并與子宮內(nèi)膜的腔上皮細(xì)胞(luminal epithelium,LE)融合為三核細(xì)胞,它是形成胎盤(pán)子葉的基礎(chǔ)。最早發(fā)現(xiàn)enJSRVs能夠參與到子宮胎盤(pán)生物學(xué)的一些方面是通過(guò)觀察他們的RNA特別豐富地在生殖道的器官中表達(dá)而實(shí)現(xiàn)的。首先,通過(guò)PCR能夠檢測(cè)到enJSRVs的RNA在一系列非生殖道器官中表達(dá),包括肺、腎、胸腺、骨髓、脾、縱隔淋巴結(jié)及白細(xì)胞[1]。隨后發(fā)現(xiàn),最高水平的enJSRVs的RNA在子宮內(nèi)膜被檢測(cè)到,并且特異性的在子宮內(nèi)膜腔上皮和腺上皮中表達(dá)。在孕體,enJSRVs的 RNA被觀察到在胎盤(pán)單核滋養(yǎng)外胚層的細(xì)胞中表達(dá)。但是,大量而豐富的表達(dá)在被認(rèn)為是對(duì)于孕體植入及為孕體提供營(yíng)養(yǎng)而形成的胎盤(pán)所必須的滋養(yǎng)層巨型雙核細(xì)胞及多核合胞體中。為了證明enJSRV的作用,Dunlap K A等[17]設(shè)計(jì)了對(duì)懷孕后8 d綿羊注射morpholino反義寡核苷酸的一系列試驗(yàn)證明,morpholino反義寡核苷酸在子宮可以妨礙胚泡的生長(zhǎng)和伸長(zhǎng)并且能夠抑制滋養(yǎng)層巨型雙核細(xì)胞的分化,最終造成流產(chǎn)。

因此,Dunlap K A等通過(guò)morpholino反義寡核苷酸功能缺失試驗(yàn)支持了enJSRV在孕體植入前對(duì)MTC增殖和BNC分化具有重要作用的推斷,同時(shí)也證明enJSRV在綿羊的孕體發(fā)育及胎盤(pán)形成過(guò)程中同樣扮演著至關(guān)重要的角色。

由靈長(zhǎng)類及嚙齒類收集的旁證也支持了enJSRV對(duì)于胎盤(pán)形成具有重要作用的假說(shuō)。從比較生理學(xué)的觀點(diǎn),enJSRVenv在正在發(fā)育的胎盤(pán)中的表達(dá)與人類ERVenv的表達(dá)產(chǎn)物syncytin1和syncytin2及兩個(gè)可能的鼠env基因syncytin A和syncytin B的產(chǎn)物相似[18]。syncytin蛋白在體外細(xì)胞中表達(dá)時(shí)可通過(guò)與RDR(從人絨癌細(xì)胞系克隆出來(lái)的一種極性中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體)結(jié)合而促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)胞融合[19]。Frendo J L等[19]研究發(fā)現(xiàn),syncytin mRNA的表達(dá)同滋養(yǎng)層細(xì)胞的分化及作為合胞體滋養(yǎng)層形成標(biāo)志的人絨毛膜促性腺激素hCG的表達(dá)呈直線正相關(guān)關(guān)系。體外研究表明,為syncytin設(shè)計(jì)的特異性的反義寡核苷酸,能抑制合胞體滋養(yǎng)層細(xì)胞的融合與分化,同時(shí)hCG的分泌也顯著減少。因此,syncytin在胎盤(pán)形態(tài)發(fā)育,特別是滋養(yǎng)層細(xì)胞融合成合胞體滋養(yǎng)層細(xì)胞的過(guò)程中起重要作用。

5 enJSRV對(duì)孕期激素的影響

綿羊孕期的主要激素有干擾素及孕酮。干擾素是一個(gè)發(fā)育調(diào)節(jié)因子,僅在綿羊孕體的單核滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞產(chǎn)生的,從第10天到第20天,第16天達(dá)到峰值。Dunlap K A等[17]在研究中發(fā)現(xiàn),再被注射了morpholino反義寡核苷酸的綿羊中的孕體,外觀比對(duì)照組的小,表現(xiàn)為明顯的生長(zhǎng)受到抑制,而這種生長(zhǎng)受抑制的現(xiàn)象,可能正是由于morpholino抑制enJSRV的Env蛋白的表達(dá)引起的。IFN-τ是妊娠識(shí)別antiluteolytic的信號(hào),并且在子宮內(nèi)膜抑制lyteolytic分泌中起作用[15],因此,IFN-τ能夠維持黃體的功能和確保孕酮的持續(xù)產(chǎn)生,它是對(duì)懷孕必須的。在觀察被morpholino反義寡核苷酸處理的綿羊時(shí),發(fā)現(xiàn)流產(chǎn)現(xiàn)象,可能是由于生長(zhǎng)受抑制的孕體沒(méi)有能力產(chǎn)生足夠的干擾素消除子宮內(nèi)膜的lyteolytic的分泌,從而導(dǎo)致黃體溶解和發(fā)情恢復(fù)。

在子宮內(nèi)膜,enJSRV在發(fā)情周期和妊娠早期的表達(dá)水平是波動(dòng)的。有研究表明,子宮內(nèi)膜中en-JSRV的RNA的表達(dá)在妊娠1 d～13 d是大量增加的[1],這可能與孕酮及其受體的水平的增加是相關(guān)的。Palmarini M等[14]在體外細(xì)胞瞬時(shí)轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)孕酮與enJS59A1基因的LT R適度的起反應(yīng),能夠?qū)nJS59A1基因LT R轉(zhuǎn)化激活10倍,而孕酮對(duì)于JSRV的作用卻是非常小的。JSRV通常是通過(guò)肺特異性轉(zhuǎn)錄因子HNF-3β被激活的,而該因子對(duì)于enJSRV卻沒(méi)有作用,這些發(fā)現(xiàn)支持了JSRV的肺趨向性是在enJSRV的基因在綿羊基因組中的整合之后發(fā)生的假說(shuō)。

6 與enJSRV相關(guān)的JSRV的特點(diǎn)及相互作用

JSRV屬于D型逆轉(zhuǎn)錄病毒,并且具有在體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化靶細(xì)胞的能力[20],它是引起綿羊肺腺癌(Ovine pulmonary adenocarcinoma,OPA)的致病因素,OPA是一種慢性、進(jìn)行性、接觸傳染性的肺臟腫瘤性疾病,是綿羊的一種主要傳染病[21]。OPA是世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)和我國(guó)農(nóng)業(yè)部確定的B類和三類法定報(bào)告的傳染病[22]。JSRV是惟一的能誘導(dǎo)自然肺癌的病毒[4]。OPA與人的細(xì)支氣管-肺泡癌(Bronchiolo-alveolar carcinoma,BAC)在臨床癥狀、病理組織學(xué)特征及超微病變方面極為相似,為人類這一常見(jiàn)癌癥提供了研究模型[23]。JSRV基因組長(zhǎng)約7.5 kb,包含標(biāo)準(zhǔn)的逆轉(zhuǎn)錄病毒所具有的典型基因結(jié)構(gòu),分別有g(shù)ag、pro、pol和env及一個(gè)未知功能與pol基因重疊的額外開(kāi)放閱讀框(ORF-X)[1]。JSRV在系統(tǒng)發(fā)育上與Mason-Pfizer猴病毒(Mason-Pfizer monkey virus)及小鼠乳腺瘤病毒(Mouse mammary tumor virus)相關(guān)[1]。OPA被描述起源于已分化的肺末梢上皮細(xì)胞,包括肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞和Clara細(xì)胞或一個(gè)共同的前體。在體內(nèi),JSRV優(yōu)先在起源于這兩種細(xì)胞的腫瘤細(xì)胞中表達(dá)[1]。羅軍榮等[24]優(yōu)化了羊肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞的培養(yǎng)技術(shù),為建立動(dòng)物模型,從而為進(jìn)一步闡述JSRV的致病機(jī)理的研究奠定了一定的基礎(chǔ)。JSRV的長(zhǎng)末端重復(fù)序列(LTR)包含啟動(dòng)子和增強(qiáng)子區(qū)域,其中肺趨向的主要決定簇在體外與肺特異性轉(zhuǎn)錄因子HNF-3β發(fā)生作用[25]。

enJSRV已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)能夠干擾JSRV復(fù)制周期的早期和晚期階段。enJSRV表達(dá)后可能是通過(guò)與受體的相互作用來(lái)阻止外源性病毒進(jìn)入機(jī)體的。Spencer T E等[12]在體外研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn),JSRV不能進(jìn)入高水平表達(dá)enJSRV的起源于子宮內(nèi)膜腔上皮的細(xì)胞系,而對(duì)于起源于子宮間質(zhì)的細(xì)胞系,JSRV的進(jìn)入?yún)s不受影響,這可能是由于在子宮間質(zhì)細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有enJSRV的表達(dá)。而且,enJSRV與JSRV以 HYAL2作為共同的細(xì)胞內(nèi)受體的事實(shí),支持了以上的觀點(diǎn)[5]。

enJSRV可以阻止病毒復(fù)制后病毒粒子釋放出細(xì)胞的過(guò)程。在已知的20多個(gè)enJSRV中已經(jīng)證實(shí)有2個(gè)前病毒enJS56A1和enJSRV-20的表達(dá)可以使JSRV轉(zhuǎn)顯性(transdominant)。這2個(gè)前病毒能夠通過(guò)一個(gè)被稱為JSRV晚期限制因素(JLR)的機(jī)制[26]限制JSRV的出細(xì)胞作用。JLR機(jī)制通過(guò)enJSRV的Gag蛋白起作用,并且中心粒靶向決定簇在Gag蛋白的第 21位氨基酸殘基。Mura M等[26]的研究表明,一個(gè)JRSV的Gag蛋白的MA單位的第21位精氨酸(R)突變?yōu)樯彼?W)后表現(xiàn)出與enJS56A1相似的表型。Arnaud F等[27]與Murcia P R等[28]對(duì)JSRV及enJS56A1進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)JSRV及enJS56A1Gag蛋白在合成后很早就發(fā)生共定位,并且當(dāng)他們?cè)谕粋€(gè)細(xì)胞中表達(dá)時(shí)會(huì)發(fā)生免疫共沉淀,這些證據(jù)證明,enJS56A1起著反向作用(in trans)。分子互補(bǔ)分析暗示,enJS56A1與JSRV可能發(fā)生共裝配,形成嵌合體病毒形式。JSRVGag蛋白的最初的細(xì)胞內(nèi)靶位在中心粒旁區(qū),由于JSRV是以一種動(dòng)力蛋白及微管依賴方式與循環(huán)的內(nèi)含體結(jié)合,通過(guò)內(nèi)含體的運(yùn)輸機(jī)制將病毒顆粒運(yùn)輸出細(xì)胞[28]。這時(shí)由于enJS56A1的Gag蛋白的存在使JSRV不能到達(dá)中心粒旁區(qū),因而無(wú)法啟動(dòng)內(nèi)含體運(yùn)輸機(jī)制將病毒粒子運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外[1]。Arnaud F[27]等通過(guò)試驗(yàn)證明,JLR是通過(guò)Gag-Gag相互作用來(lái)改變JSRV的Gag蛋白細(xì)胞內(nèi)定位,最終病毒粒子以前聚體的形式被扣押在細(xì)胞內(nèi),并通過(guò)蛋白酶體機(jī)制被降解[1]。為了更進(jìn)一步證明enJS56A1確實(shí)可以限制JSRV病毒粒子釋出細(xì)胞,Murcia P R等[28]將enJS56A1的Gag蛋白對(duì)病毒裝配非常重要的同源區(qū)結(jié)構(gòu)域進(jìn)行刪除,結(jié)果表明,enJS56A1對(duì)JSRV的限制作用受損。

因此,Gag蛋白的MA亞單位的第21位氨基酸殘基作為重要的中心粒靶向決定簇,對(duì)于JSRV晚期限制因素(JLR)機(jī)制作用的正常發(fā)揮是非常重要的。除了該決定簇,有研究證明,exJSRV的Gag蛋白的VR1區(qū)包含一個(gè)由7個(gè)連續(xù)脯氨酸殘基(PPPPPPPS)組成的而enJSRV卻沒(méi)有的特征結(jié)構(gòu),這種特征結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)胞內(nèi)外蛋白質(zhì)的運(yùn)輸以及逆轉(zhuǎn)錄病毒粒子的釋放和成熟非常重要[29]。因此,該結(jié)構(gòu)在enJSRV中不存在可能對(duì)于 JLR實(shí)現(xiàn)也是有貢獻(xiàn)的。最近的研究發(fā)現(xiàn),一個(gè)多功能的JSRVEnv信號(hào)肽可以作為病毒基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子起作用,該蛋白不僅可以適當(dāng)增強(qiáng)未拼接病毒mRNA的核輸出,還可以通過(guò)推動(dòng)復(fù)制周期的翻譯后步驟大大增強(qiáng)病毒顆粒的釋放[30],JSRV晚期限制因素(JLR)機(jī)制是否可以抑制該信號(hào)肽的作用,需要更為深入的研究?？傊?由enJSRV介導(dǎo)的JSRV晚期限制因素(JLR)機(jī)制在體內(nèi)作用的發(fā)揮是經(jīng)歷了一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,內(nèi)源性綿羊肺腺瘤病毒,通過(guò)受體競(jìng)爭(zhēng)的早期干擾機(jī)制及干擾外源性綿羊肺腺瘤病毒復(fù)制后釋放出細(xì)胞的晚期干擾機(jī)制,來(lái)抵御外源性病毒對(duì)宿主的侵襲。同時(shí),一些實(shí)驗(yàn)證據(jù)證明,enJSRV在孕體發(fā)育及胎盤(pán)形成等方面發(fā)揮重要作用。宿主對(duì)enJSRV的最初的選擇可能并不是由于他們能在孕體發(fā)育及胎盤(pán)形成中起作用。從進(jìn)化的觀點(diǎn)分析,宿主本身存在的促進(jìn)孕體發(fā)育及胎盤(pán)形成的某些機(jī)制早在enJSRV被整合進(jìn)宿主細(xì)胞之前就已經(jīng)發(fā)揮作用了。enJSRV可能是在被整合入宿主后的進(jìn)化過(guò)程中偶然地促進(jìn)了孕體的發(fā)育并增強(qiáng)了其在宿主生殖道的適應(yīng)性。隨后,在宿主的進(jìn)化過(guò)程中原有的機(jī)制變得作用不明顯,而在宿主的優(yōu)勝劣汰的選擇機(jī)制中被當(dāng)成多余部分淘汰了。最終,en-

JSRV開(kāi)始在生殖生物學(xué)方面發(fā)揮重要作用。總之,綿羊作為一個(gè)獨(dú)特的大動(dòng)物模型,為我們進(jìn)一步研究?jī)?nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒和外源性逆轉(zhuǎn)錄病毒及其宿主三者的復(fù)雜相互關(guān)系提供了一個(gè)有用的模型系統(tǒng)。

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Advanced in Coevolution Relationship Between Endogenous Betaretroviruses and Their Host

ZHANG Yue-mei,LIU Shu-ying

(College of Veterinary Medicine,Inner Mongolia Agricultural University,Huhhot,Inner Mongolia,010018,China)

Recent studies showed that endogenous retroviruses as an important part of the genome of mammal in the host play an important role during the coevolution.The endogenous Jaagsiekte sheep retrovirus offer a unique model system for studing the coevolution relationship between endogenous betaretroviruses and their host.By replacing the original mechanism for conceptus development and placental development,the endogenous Jaagsiekte sheep retrovirus constantly enhance their own host adaptation.This article simply reveiwed the possible role of endogenous retroviruses during the evolution,the classification of endogenous retroviruses,the genetic structure feature,the function in coevolution,interaction relationship with JSRV.

Endogenous Jaagsiekte sheep retrovirus;coevolution;conceptus development

S852.659.3

A

1007-5038(2011)07-0072-05

2010-12-27

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(30960271;30760178)

張?jiān)旅?1982-),女,內(nèi)蒙古呼和浩特人,博士研究生,主要從事動(dòng)物生理學(xué)及病理學(xué)研究。*通訊作者