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                病毒與外泌體關系研究進展

                來源:作者:人氣:-發表時間:2020-02-25 09:08:00【
                近期,致命冠狀病毒已經引起大家的廣泛關注。病毒依賴宿主細胞蛋白進行轉錄、翻譯,不可避免地病毒和細胞代謝進程存在重疊,并相互作用。外泌體生成過程與許多病毒組裝和流出通路有相當大的重疊,提示外泌體可能在病毒感染中起作用。目前研究結果也顯示,外泌體作為細胞內物質排出和細胞間物質和信息交換的一種途徑,在病毒感染過程中發揮著非常重要的作用。感染細胞分泌的外泌體負責傳遞致病的信息,且可能參與決定病毒感染的最終結局。外泌體可介導細胞間的信息傳遞,一方面,外泌體可傳遞病毒核酸和蛋白質,并可能改變微環境,參與其致病過程;另一方面,外泌體可通過激活抗病毒通路或傳遞抗病毒分子引起機體免疫應答。
                外泌體在病毒感染過程中發揮著非常重要的作用
                外泌體在病毒感染過程中發揮著非常重要的作用
                1.外泌體可能具有促感染作用
                因為外泌體生成過程與許多病毒組裝和流出通路有相當大的重疊,所以學者推測一些病毒可能利用外泌體通路躲避免疫系統監視進而完成細胞間的傳播。Gould等提出了"特洛伊木馬假說",發現反轉錄病毒借助外泌體的分泌途徑與外泌體一起分泌至細胞外。Chapuy-Regaud等的研究發現,戊型肝炎病毒(HEV)感染的HepG2/C3A細胞產生的外泌體包含殼化的HEV RNA,外泌體包含的HEV無法被抗體中和,使HEV病毒在宿主中向遠處擴散。裂谷熱病毒感染細胞分泌的外泌體也包含病毒RNA,可將其RNA傳遞給受體細胞,使其感染。Epstein-Barr病毒(EBV)感染淋巴母細胞系(LCL)分泌的外泌體中含有EBV病毒miR-BART3和miR-BHRF1-1,提示外泌體可能是病毒miRNA轉移通路。Ahmed等在EBV感染細胞來源的外泌體中也發現了HBV編碼小RNAs。
                某些病毒可能利用外泌體改變微環境,使其利于病毒的復制和傳播。Esser等的研究顯示,HIV感染細胞分泌的外泌體中含有的CD45、CD86和MHC Ⅱ,可以幫助沉默免疫應答,利于病毒復制。EBV感染類淋巴母細胞和鼻咽癌細胞后,分泌的外泌體均含有病毒的LMP1(latent membrane protein 1),LMP1是一個重要的病毒癌基因產物,可抑制T細胞活化和增殖。Yang等通過實時熒光電鏡觀察標記的外泌體發現,HBV陽性外泌體可損傷NK細胞的功能,影響IFN-γ的分泌、溶細胞活性、NK細胞增殖和存活、細胞刺激的反應性,且抑制NK細胞模式識別受體的表達,尤其是RIG-Ⅰ(retinoic acid inducible gene Ⅰ)的表達,導致NF-κB和p38胞外信號調節激酶通路受到抑制。這解釋了慢性乙型肝炎患者NK細胞功能和溶細胞活性下降,IFN-γ分泌減少。
                病毒還可以通過外泌體中的miRNA和蛋白而減弱機體固有免疫。Fu等的研究發現,EV71感染使外泌體分泌增多,且感染后外泌體含miR-146a,miR-146a可抑制Ⅰ型干擾素反應,促進病毒復制。HBV感染細胞分泌的外泌體中miR-21和miR-29含量增加,miR-21和miR-29可分別結合于IL-12p35和IL-12p40,導致IL-12(可激活抑制病毒擴增的NK細胞)下降,抑制固有免疫。Maemura等的研究發現,流感病毒感染小鼠支氣管肺泡灌洗液來源的外泌體含有大量miR-483-3p,miR-483-3p可能通過負性調節RIG-I信號通路抑制固有免疫應答。Kouwaki等的研究發現,HBV感染肝細胞釋放的外泌體可通過激活MyD88、TICAM-1和依賴MAVS通路誘導巨嗜細胞表達NKG2D配體而活化,與免疫調節有關的microRNA水平在外泌體中也升高,進而呈遞給巨嗜細胞,并抑制其IL-12p35 mRNA的表達,借此抵抗宿主的固有免疫。HBV感染的HepAD38細胞所分泌的外泌體中,26S蛋白酶復合體的5個亞單元蛋白PSMC1、PSMC2、PSMD1、PSMD7和PSMD14表達增加,且蛋白水解活性增加;與非感染細胞分泌的外泌體相比,感染細胞分泌的外泌體可降低單核細胞IL-6的分泌;抑制外泌體中蛋白酶的活性,單核細胞分泌IL-6水平恢復,提示外泌體對蛋白酶亞單位蛋白的傳遞可能調節單核細胞促炎癥因子的分泌。
                2.外泌體可能觸發免疫限制感染
                外泌體不僅可以運輸病毒基因和蛋白促進感染,而且可以通過觸發免疫應答限制感染。細胞受IFN刺激后產生的外泌體包含抗病毒分子,可減弱HBV、HCV的復制。Li等的研究發現,IFN-α誘導的抗病毒反應可經由外泌體從肝非實質細胞傳遞給HBV感染肝細胞。越來越多的研究證明病毒感染細胞分泌的外泌體傳遞病毒RNA給DC和巨噬細胞,誘導固有免疫應答。有研究報道,攜帶有病毒RNA的外泌體可將病毒RNA提呈給DC和巨噬細胞,通過刺激Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)和RIG-Ⅰ樣受體(RIG-Ⅰ-like receptors,RLRs)進而誘導抗病毒固有免疫應答。HBV感染肝細胞釋放的外泌體包含HBV病毒核酸,并能將其呈遞給巨噬細胞,誘導NKG2D配體的表達,進而誘導NK細胞介導的IFN-γ的產生。對EBV感染淋巴細胞釋放的外泌體的研究發現,外泌體可將EBV的轉錄產物三磷酸EBER1 RNA呈遞給DC,進而誘導DC分泌干擾素。外泌體還可以通過miRNA可以調節固有免疫應答。Kouwaki等研究發現HBV感染肝細胞分泌的外泌體中免疫調節microRNA水平提高,而且這些外泌體可以調節細胞固有免疫。有研究發現骨髓來源的DC細胞可分泌包含miR-155的外泌體,而其中的miR-155可增加外泌體接受細胞DC的炎癥反應。
                3.外泌體是促進感染還是抑制感染?
                研究已發現病毒或病毒成分可上調多種細胞分泌外泌體。Pleet等的研究顯示埃博拉病毒(EBOV)的VP40質粒轉染細胞后可導致胞質和濃縮外泌體的含量均升高。Sampey等的研究發現HIV-1感染后,外泌體的標志物CD63升高。但是外泌體在病毒感染宿主中的作用及影響因素尚不明確。外泌體是促進感染擴散還是觸發免疫抑制感染擴散?有學者認為外泌體是抑制還是增強病毒感染不僅取決于產生外泌體細胞的感染狀態,而且還取決于產生外泌體和受體細胞的類型。也有學者認為外泌體是促進感染擴散還是抑制感染擴散取決于病原體的類型和靶細胞。多數學者認為不同來源的外泌體其內容物不同,內容物又決定了外泌體的作用,所以外泌體的作用起決于它的來源。病毒感染T細胞、巨噬細胞、DC細胞等免疫細胞分泌的外泌體含有免疫調節成分,如IFN-α、IFN-β、ILs等,使外泌體具有抗病毒的活性;而細胞來源的外泌體,更多的包含病毒RNA和蛋白質,使外泌體促進病毒的感染進程。
                外泌體作為一種重要的細胞與細胞間物質交換和信息傳遞的途徑,可能在病毒感染過程中發揮著重要作用,但由于目前對外泌體在病毒感染中的作用了解尚不深入,其具體作用及影響因素尚不明確。外泌體是促進感染擴散還是觸發免疫抑制感染擴散?目前已有的研究中,研究抗病毒性的沒有同時研究病毒感染加強效應,研究病毒感染加強效應的又沒有研究其抗病毒性的方面,研究時應同時兼顧這兩方面的作用。外泌體的作用取決于內容物,而外泌體的內容物尚不清楚,且隨著病程的發展,外泌體的內容物是否發生變化,進而影響其作用?這一系列的問題都尚待研究。對這一系列的研究將有助于理解病毒感染和機體免疫進程,還可以為診斷、治療和預防病毒性疾病提供新的思路。
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                此文關鍵字:外泌體 病毒感染
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