抗病毒免疫分子IFITMs的研究进展

2017-04-05房长华周福辉

兽医导刊 2017年16期

关键词：病毒感染抗病毒研究进展

房长华周福辉

（唐山市丰南区农牧局胥各庄动物防疫站，河北唐山 063300）

抗病毒免疫分子IFITMs的研究进展

房长华周福辉

（唐山市丰南区农牧局胥各庄动物防疫站，河北唐山 063300）

干扰素诱导跨膜转运蛋白是细胞内具有广谱抗病毒作用的抑制因子。其属于dispanin蛋白家族中的一个亚族并具有多种功能，其中其抗病毒功能是主要的研究热点。由于IFITMs，尤其IFITM3，能抑制禽流感等病毒的早期复制因而近年来得到了广泛的关注。目前研究发现，IFITMS主要通过核内体途径阻止病毒的入侵，从而影响病毒的复制。然而，其具体的抗病毒机制还未完全阐释清楚。本文就近年来IFITMs蛋白抗病毒功能的研究进展对其结构特征、细胞亚定位及其抗病毒机制等方面作一一综述。

干扰素诱导跨膜转运蛋白；抗病毒蛋白；核内体途径

1 IFITMs的分类

IFITMs属于真核动物和原核动物dispanin蛋白家族中的一个亚族。根据IFITMs序列的相似性和预测的功能，IFITMs被分为三类。第一类包括人类和小鼠的IFITM1、IFITM2和IFITM3以及小鼠的IFITM6和IFITM7分子。前三种蛋白最初分别被命名为9-27、1-8D和1-8U，在小鼠上又名fra-gilis2、fragilis3和fragilis。

2 IFITMs的抗病毒功能

IFITMs作为一种广谱抗病毒分子，对多种病毒具有抑制作用。最初研究认为，IFITMs主要阻止具有囊膜蛋白的病毒的早期复制，例如SARS冠状病毒和禽流感病毒。因为这些囊膜病毒需要通过核内体途径才能将病毒核酸释放到胞质并转移到细胞核中，接着进行病毒核酸的复制和蛋白的合成，最终完成整个病毒的复制。而作为囊膜病毒的小鼠白血病病毒和仙台病毒或许不需要进入酸性细胞器，而是直接通过与细胞膜融合的方式进入胞质，因此不受IFITMs对其复制的影响。最近研究发现，IFITM3同样也抑制一种无囊膜的呼肠弧病毒，说明IFITMs不仅可以限制囊膜病毒的复制，同样可以抑制参与核内体途径的非囊膜病毒。

3 IFITMs的抗病毒机制

3.1 抑制病毒对宿主细胞的吸附

病毒吸附于细胞表面是病毒进行子代增殖的先决条件。在研究猪IFITM3对口蹄疫病毒（FMDV）的抑制作用时，在冰上分别用FMDV感染能稳定表达猪IFITM3或绿色荧光蛋白（对照）的BHK-21细胞，并放置于冰上1h，使病毒完成吸附于细胞表面但不进入细胞内的过程，然后用PBS洗脱下未吸附于细胞表面的病毒，最后用流式细胞术检测吸附于细胞表面的病毒荧光量，发现稳定表达猪IFITM3的细胞表面病毒荧光量显著低于对照组，说明猪IFITM3在一定程度上可以限制FMDV吸附细胞的能力。

3.2 改变核内体内部理化性质

Anafu等用pHrodo标签（一种在pH＜5.0时荧光才能被激发并检测到的荧光基团）标记人呼肠弧病毒，并用等量的带有pHrodo标签的病毒感染细胞，在不同时间点用流式细胞仪检测荧光量，发现在同一时间点，稳定表达IFITM3的细胞荧光密度显著低于对照组的荧光量。说明IFITM3可减缓病毒进入核内体的速率。同时，通过免疫印迹检测发现，呼肠弧病毒感染细胞一段时间后，IFITM3可以通过降低核内体蛋白酶活性减慢蛋白酶对病毒核衣壳的分解速度来阻止病毒的入侵。猜想IFITM3可能改变核内体内部理化性质影响病毒的脱壳过程，使病毒在尚未完成膜融合进而核酸释放入胞质前，先被溶酶体降解，从而达到抑制病毒入侵的过程。

3.3 阻止细胞膜半融合

病毒感染细胞后，一方面在细胞内大量增殖子代病毒；另一方面通过膜融合方式感染临近正常细胞，达到扩散病毒的目的。Li等在研究IFITMs的抑制病毒作用时发现，IFITMs能有效抑制合胞体的形成，并发现这种抑制作用发生于细胞膜半融合过程而非完全融合过程中。在半融合状态添加氯丙嗪（一种能促进半融合向完全融合转化的化学物质），病毒感染受到IFITMs的抑制；而在半融合前添加油酸（一种能促进半融合的脂质），则促进了病毒感染细胞。通过进一步的研究发现，IFITMs是通过破坏磷脂双分子排序、减缓膜的流动性来实现抑制细胞膜半融合进而控制病毒感染的。IFITMs虽然可以抑制细胞间的半融合，但并不能抑制病毒囊膜与核内体之间发生半融合。

3.4 扰乱细胞内胆固醇的平衡

脂质筏在多种病毒的入侵、组装、出芽过程中发挥着重要作用。而胆固醇又是脂质筏膜的重要组成部分，因此细胞内胆固醇的平衡对病毒的复制至关重要。在细胞内，胆固醇的平衡受囊泡膜相关蛋白和氧留酮结合蛋白形成的复合体的调节。通过高量表达VAPA和基因敲除技术发现，IFITM3可以与VAPA相互作用而阻止了VAPA和OSBP复合体的形成，进而使含有病毒粒子的囊泡和核内体膜上集聚过量的胆固醇，最后阻止膜融合过程而达到抑制病毒入侵的目的。然而，有人持有与此不同的观点，他们用另两种能使胆固醇大量堆积于核内体膜的方法研究了核内体膜胆固醇的大量聚集与病毒膜融合的关系，并指出核内体膜上过量堆积的胆固醇并不是阻止病毒与核内体膜融合的直接因素。