腸道病毒71型在樹突狀細胞上的主要受體

蘇強　程凱　高艷萍　張曉延

032200 汾陽，山西醫(yī)科大學汾陽學院(蘇強、 程凱、 高艷萍)；030001 太原，山西醫(yī)科大學(張曉延)

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腸道病毒71型在樹突狀細胞上的主要受體

蘇強程凱高艷萍張曉延

032200 汾陽，山西醫(yī)科大學汾陽學院(蘇強、 程凱、 高艷萍)；030001 太原，山西醫(yī)科大學(張曉延)

【摘要】腸道病毒71型(Enterovirus 71, EV71)是小核糖核酸人腸道病毒A家族的一員，是引起小兒手足口病(hand-foot-and-mouth disease, HFMD)的主要病原體。樹突狀細胞(dendritic cells, DCs)是人類主要的抗原提呈細胞，在機體捕獲、處理、提呈抗原，以及誘導特異性免疫應答過程中發(fā)揮至關重要的作用。目前對于EV71和DCs相互作用的形式和機制還不是很清楚，EV71感染的免疫逃逸機制也尚未明確。EV71與DCs最初和最直接的相互作用主要通過配體與細胞受體之間的結合來完成。細胞功能受體在參與DCs識別、捕獲病毒，以及促進DCs的自噬與抗原提呈，啟動機體免疫應答等方面均發(fā)揮重要作用。另一方面，病毒也可以利用與細胞受體的相互作用進行免疫逃逸。本文綜合闡述了EV71與DCs等細胞上受體的相互作用，以期為EV71感染的研究提供參考。

Fund programs: National Natural Science Foundation of China(81301426); Key Scientific Project of Fenyang College Shanxi Medical University(1208)

1背景介紹

小兒手足口病是一種季節(jié)性流行、伴有高死亡率[1]、兒童相關的無菌性腦膜炎和神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥[2]的傳染性疾病。2008年我國安徽阜陽發(fā)生了EV71爆發(fā)感染[3]。幾年來，手足口病在我國丙類傳染病中發(fā)病率和死亡人數(shù)一直居于首位，發(fā)病、重癥、死亡的人群均以3歲及以下嬰幼兒為主，在確診的重癥病例中，以腸道病毒71型感染為主[1-2]。EV71是一種無包膜的單股正鏈RNA病毒，其基因組包含有7408個核苷酸，編碼有4個衣殼蛋白(VP1、VP2、VP3和VP4)和7個非結構蛋白(2A、2B、2C、3A、3B、3C和3D)，其中VP4位于衣殼內(nèi)側連接病毒的RNA，其余三種結構蛋白則暴露于病毒顆粒外側，是EV71病毒抗原決定簇的主要分布區(qū)域[4]。

EV71在入侵機體后，被抗原提呈細胞(antigen presenting cell, APC)捕獲、加工處理，并提呈給附近的淋巴細胞。樹突狀細胞是主要的專職抗原提呈細胞，它們高度表達能識別病原體相關分子模式的模式識別受體。未成熟DCs可以通過受體介導的內(nèi)吞作用捕獲和處理病毒抗原，受到抗原刺激的DCs成熟以后，將處理后的抗原提呈給淋巴細胞[5]。EV71感染DCs后能促使其活化、成熟并分泌IL-6、IL-12等細胞因子[6]。

2樹突狀細胞主要的EV71受體

病毒感染宿主細胞大多數(shù)需要通過一些受體介導來完成，研究發(fā)現(xiàn)在一些人類宿主細胞上存在著一些介導EV71侵入的功能受體[7]。目前發(fā)現(xiàn)樹突狀細胞特異性細胞間黏附分子-3-結合非整合素[DC-SIGN (CD209)]、P-選擇素糖蛋白配體-1(PSGL-1)、Toll樣受體(Toll-like receptors, TLRs)、清道夫受體B類2型 (SCARB2)、人膜聯(lián)蛋白Ⅱ (Annexin Ⅱ，Anx2)、糖化唾液酸及硫酸乙酰肝素這七種受體[8-15]均有介導EV71入侵宿主細胞的功能。近幾年研究表明DC-SIGN[8]和PSGL-1[9]是DCs主要的EV71功能受體。

2.1DC-SIGNDC-SIGN是凝集素受體和模式識別受體中的重要一員，屬于甘露糖型的c型凝集素受體，主要表達于不成熟樹突狀細胞和某些亞類的巨噬細胞表面。DC-SIGN受體通過D區(qū)域可以結合2個Ca2+和1個甘露糖，DC-SIGN 主要識別并結合甘露糖結構和含巖藻糖的多糖結構(如Lex，Ley，Lea及Leb) 等病原相關分子模式[16]。Ren等[8]研究表明，DC-SIGN是參與EV71早期感染的主要細胞受體，主要介導病毒的吸附和轉(zhuǎn)移，在腸道病毒71型與樹突狀細胞的相互作用過程中，單核細胞來源的樹突狀細胞(MDDCs)可以通過DC-SIGN分子與EV71結合而有效地捕獲病毒，同時發(fā)現(xiàn)這些被捕獲的病毒可能被MDDCs轉(zhuǎn)移到易感細胞而引起更嚴重的感染。Lin等[17]報道EV71通過DC-SIGN感染小鼠未成熟樹突狀細胞，通過釋放白細胞介素6(IL-6)和激活T細胞，增強小鼠產(chǎn)生的保護性免疫應答，同時發(fā)現(xiàn)EV71也感染人類未成熟樹突狀細胞，部分病毒的入侵可被抗DC-SIGN的抗體抑制，從而證明了DC-SIGN是EV71感染人樹突狀細胞的受體之一。Gringhuis等[18]發(fā)現(xiàn)DC-SIGN和其他受體尤其是TLRs存在交叉調(diào)節(jié)，DC-SIGN可通過乙?；D(zhuǎn)錄因子NF-κB來調(diào)節(jié)Toll樣受體信號，促進DCs啟動免疫應答。EI-Awady等[19]研究發(fā)現(xiàn)DC-SIGN在DCs吞噬病原體過程中參與誘導細胞自噬。這一作用的發(fā)生機制尚未明確。DCs發(fā)生的自噬在機體固有性免疫和適應性免疫中均扮有重要角色，在抗原提呈及免疫應答中發(fā)揮著重要作用[20]，可以推測在EV71感染過程中，病毒誘導DCs發(fā)生的自噬在機體抗病毒免疫和病毒的免疫逃逸中發(fā)揮著一定的作用。DC-SIGN作為DCs主要的受體，在EV71與樹突狀細胞相互作用的過程中，扮有粘附、攝取抗原和誘發(fā)機體免疫應答等重要角色；另一方面，EV71借助DC-SIGN調(diào)控下游信號分子使病毒藏匿于DCs中，促進其傳播，實現(xiàn)免疫逃逸。

2.2PSGL-1PSGL-1屬于唾液粘蛋白家族，是一種主要表達在白細胞上的跨膜蛋白。研究發(fā)現(xiàn)PSGL-1 N端區(qū)的酪氨酸硫酸化是PSGL-1結合EV71的關鍵[21]。單核細胞來源的DCs的PSGL-1表達豐富，Ren等[22]研究發(fā)現(xiàn)在DCs細胞表面表達的PSGL-1可介導EV71病毒的吸附，這些負載病毒的DCs可以將病毒轉(zhuǎn)移到靶細胞，從而介導EV71的傳播，用PSGL-1抗體處理DCs或者降低DCs的PSGL-1表達，會減弱DCs介導的EV71轉(zhuǎn)移，避免病毒誘導的細胞死亡，證明了PSGL-1是EV71感染人樹突狀細胞的受體之一。PSGL-1作為黏膜受體已在部分微生物上發(fā)現(xiàn)相應的配體，Nishimura等[23-24]研究發(fā)現(xiàn)在EV71衣殼蛋白VP1的145殘基上有一個G或Q，決定著VP1-244賴氨酸側鏈的方向，使病毒表面保守的賴氨酸殘基與硫酸化酪氨酸殘基的N-末端的PSGL-1相互作用，因此VP1-145位點決定了VP1-244K和PSGL-1的結合。以上研究可以說明EV71通過自身結構蛋白VP1關鍵位點與PSGL-1特異性結合介導著其感染和傳播，提示這一位點可以作為疫苗研制和抗病毒治療的關鍵靶點。

2.3Toll樣受體Toll樣受體是DCs上常見的模式識別受體，目前雖未見EV71與其直接結合的報道，但部分研究表明EV71感染過程中免疫細胞上TLRs的表達水平發(fā)生了改變，也提示TLRs參與了機體針對EV71感染的免疫應答過程。郭建群[25]等研究表明DCs可能主要通過TLR7識別EV71，他們發(fā)現(xiàn)感染EV71的患兒TLR7表達出現(xiàn)增高趨勢，重癥患兒DCs的TLR7表達發(fā)生明顯升高，而危重癥患兒DCs的TLR7表達呈下降趨勢，但其機制未明。Lin等[10]在EV71感染DCs過程中發(fā)現(xiàn)，EV71病毒樣顆粒(VLPs)觸發(fā)TLR4誘導DCs的表型表達和功能成熟，從而促進DCs誘導Th1為主的免疫反應。此外，在EV71感染的其他類型免疫細胞也發(fā)現(xiàn)有Toll樣受體的上調(diào)，例如EV71感染單核細胞源性巨噬細胞后，TLR2、TLR7和TLR8發(fā)生活化[26]。更多的研究中EV71感染后均可見Toll樣受體的活化，表明Toll樣受體在EV71感染誘導細胞因子產(chǎn)生和激活固有免疫系統(tǒng)過程中發(fā)揮著重要的作用。而在危重癥患兒DCs的TLR7表達下降，可能是機體失代償?shù)脑蛞苍斐苫純翰∏槲Ｖ?，由此推測TLR7在EV71感染過程中起著免疫保護作用。

2.4其他細胞受體SCARB2主要在人橫紋肌肉瘤(rhabdomyosarcoma, RD)細胞的內(nèi)涵體和溶酶體表達[27]，該受體結合病毒后，發(fā)揮介導病毒內(nèi)化和病毒脫殼的作用[12]。Anx2是鈣依賴性磷脂結合蛋白家族中的一員, EV71衣殼蛋白VP1可通過與人類Anx2蛋白結合來介導病毒感染[28]。PSGL-1、糖化唾液酸、硫酸乙酰肝素和Anx2均屬于粘附受體，有助于病毒在細胞表面的吸附，從而增強病毒感染能力，這些分子也可以通過與SCARB2相互作用來促進病毒進入細胞。這些受體間的協(xié)同作用以及它們在EV71病毒致病過程中的其他作用仍有待深入研究。

3結語

細胞表面受體是引發(fā)細胞最終生物效應的開關，它們與配體的結合有高度特異性。DCs細胞表面受體與病毒結合也應該存在高度特異性，這是DCs識別、提呈抗原的先決條件。DCs有針對同一病毒的多個功能性受體，同一功能性受體也能識別不同病毒，這些功能性受體之間存在協(xié)同作用。

EV71的致病是一個多因素、多分子、多途徑作用的過程。在病毒和宿主細胞的相互博弈中，機體抗病毒免疫應答與病毒免疫逃逸的抗衡結果是決定著病毒感染結果的關鍵。通過本文綜述發(fā)現(xiàn)DC-SIGN和PSGL-1等受體分子在DCs結合、捕獲、轉(zhuǎn)移和清除EV71病毒等方面發(fā)揮著雙重作用。因此，探究DCs表面受體和EV71的相互作用可為明確EV71病毒感染和誘導機體抗病毒免疫應答的機制提供理論基礎，為手足口病的早期預防和臨床治療提供一定參考。

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通信作者：張曉延，Email: fyzxy@sohu.com；高艷萍，Email:651701352@qq.com

DOI：10.3760/cma.j.issn.1003-9279.2016.01.026

基金項目：國家自然科學基金(81301426);校內(nèi)重點項目(1208)

(收稿日期：2015-12-06)

Enterovirus 71 Receptors on Dendritic Cells

SuQiang，ChengKai,GaoYanping,ZhangXiaoyan

FenyangCollegeShanxiMedicalUniversity,Fenyang032200,China(SuQ,ChengK,GaoYP);ShanxiMedicalUniversity,Taiyua030001,China(ZhangXT)Correspondingauthor:ZhangXiaoting,Email:fyzxy@sohu.com;GaoYanping,Email:651701352@qq.com

【Abstract】Enterovirus 71 (EV71) is one of the major causative agents of Hand, Foot and Mouth Disease (HFMD), which belongs to the genus Enterovirus within the family Picornaviridae. Dendritic cells (DCs) are the main antigen presenting cells, which play a central role in the process of capturing, processing and presenting antigen, as well as in inducing specific immune response. By far, the interplay between EV71 and DCs is not very clear, and the mechanism of EV71 immune escape has not been revealed. The first interaction between EV71 and DCs is accomplished by the binding of ligand to the receptor. Receptors of DCs contribute to the virus recognition, capture and presentation, and trigger cell autophagy and immune responses. On the other hand, virus can also escape from host immune responses by means of the interaction with the cell receptor. In this review, we summarize the current knowledge regarding cross-talk between EV71 and cell receptors on DCs and other human cells, providing a reference for the research of EV71 infection.