朊病毒及朊病毒病的研究进展
朊病毒的研究进展
TECHNOLOGY TREND朊病毒的研究进展谭皓文(南京农业大学,江苏南京210095)[摘要]美国医学家普鲁森纳在1982年时提出的“朊病毒”假说,然而一直没有人能把大肠杆菌中表达的重组朊蛋白转变成具有传染性的朊病毒,因此这一说法,也在学术界被吵吵嚷嚷地争议了10多年。
但最近,马继延教授带领的研究团队首次将实验成功的完成,使研究有了新的突破。
本文重点讨论朊病毒特性、结构、形成过程、危害以及研究朊病毒的意义和前景。
[关键词]朊病毒;疯牛病;PrPSC 1朊病毒的特性朊病毒的特性是朊病毒与常规病毒一样,有可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性,但它比已知的最小的常规病毒还小得多(约30~50nm),而且可直接通过蛋白质传播而不需经过DNA 或任何遗传物质。
它可被胰蛋白酶降解,被一些蛋白质变性剂或氨基酸化学修饰剂灭活或抑制,但对作用于核酸的酶或化学物质有很强的抵抗能力,对一般的理化因子具有高度的抵抗力,目前常用的理化消毒、灭菌方法往往不能完全灭活朊病毒。
电镜下观察不到病毒粒子的结构,且不呈现免疫效应,不诱发干扰素产生,也不受干扰作用。
病毒感染后短期内机体不会有太大反应,到了后期一旦发现时,由于寄生时间长已很难治愈。
2朊病毒的结构正常人和动物细胞中朊蛋白称为PrPC ,其分子量为33~35KD ,致病性朊病毒蛋白为称PrPSC ,PrP27~30是PrPSC 部分酶解后除去N 端66个氨基酸形成的。
PrPC 和PrPSC 两者是由同一基因PRNP 编码的,其氨基酸序列完全一致,质谱和气相测序以及别的生化研究发现共价键也无变化,两者是异构体,本质差别在于它们构象上的差异,PrPC 的α-螺旋为42%,β-折叠仅为3%,而PrPSC 的α-螺旋为30%,β-折叠反而高达43%。
PrPSC 是由于PrPC 发生蛋白质错误折叠,一些α-螺旋变构为β-折叠,三维构象发生变化而产生的,其形成发生在翻译后的加工过程。
朊病毒研究新进展
可 能 。 P P 可 分 为 正 常 型 和 疾 病 型 两 种 。 所 有 哺 r
乳 动 物 存 在 正 常 的 细 胞 朊 病 毒 蛋 白 ( r , 中 PP ) 其
神 经 元 内 浓 度 最 高 , 脏 和 胰 腺 次 之 , 它 细 胞 和 肝 其
组 织 内朊 病 毒 蛋 白 的 表 达 极 低 微 。 该 蛋 白 在 细 胞
Ge r lNo. 5. ne a 1 Vo14 .
朊 病 毒 研 究 新 进 展
赵 克 霞
( 南市 第 一 中 学 , 徽 淮 南 淮 安
[ 摘
220 ) 3 0 1
要 ] 朊 病 毒 的 重 大 发 现 在 生 物 学 和 医 学 上 有 极 其 重 要 的理 论 价 值 和 实 际 价 值 。 文 章 综 述 了
改 变 ; 另 一 项 研 究 中 这 些 鼠 的 蒲 肯 野 细 胞 选 择 在
1 朊 病毒 蛋 白(r P P) 通 过 注射 感 染 “ 痒 病 ” 羊 的脑 提 取 物 , 瘙 绵 使 仓 鼠传 染 上 “ 痒 病 ” 从 而 使 得 感 染 生 物 学 、 量 瘙 , 剂 依 赖 性 、 属 特 异 性 的 朊 病 毒 生 物 化 学 研 究 成 为 种
2 0 年 年 底 以 来 , 欧 洲 人 人 谈 牛 色 变 。 患 00 在 疯 牛 病 的 牛 被 扔 进 焚 化 炉 , 牧 业 一 片 家 总 共 发 现 约 1 万 头 疯 欧 8 牛 , 盟 1 国 中 仅 有 芬 兰 、 地 利 和 希 腊 尚 未 发 欧 5 奥 现 疯 牛 病 。2 0 0 1年 9月 1 日 日 本 发 现 了 亚 洲 第 0
疾 病 及 其 预 防 、 病 毒 的命 名 争 议 做 了 简 单 介 绍 。 朊
朊病毒病的研究进展
朊病毒病的研究进展发表时间:2013-04-24T13:47:27.997Z 来源:《医药前沿》2013年第7期供稿作者:卢韦华琳[导读] 对动物而言可分为牛海绵状脑病和羊痒病等;对于人类可分为库鲁病、克雅氏病、变异型克雅氏病等卢韦华琳(四川大学基础医学与法医学院四川成都 60041)【摘要】朊病毒病是一类由朊病毒引起的致死性神经退行性疾病,对人类社会的危害日益明显。
本文就朊病毒病的致病机制、检测及治疗的研究进展做一综述。
【关键词】朊病毒朊蛋白致病机制检测治疗综述【中图分类号】R37 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2013)07-0088-02 朊病毒病是一种慢性、致死性、神经退行性传染病。
对动物而言可分为牛海绵状脑病和羊痒病等;对于人类可分为库鲁病、克雅氏病、变异型克雅氏病等[1]。
该疾病主要由于人和动物感染朊病毒引起。
朊病毒并非普遍意义的病毒,而是一种可自我复制的小分子蛋白,其特点包括:无核酸、无免疫源性、对外界环境的抵抗力强、传染性强、可在多物种间传播等,可造成人和动物的神经元、脑组织、胶质细胞造成一系列损伤。
本文着重介绍朊病毒病的致病机制、检测及治疗的研究进展。
1、致病机制朊病毒朊病毒有2种同分异构体,即正常细胞型朊病毒(PrPc)和致病型朊病毒(PrPSc)。
功能上,PrPc具有超氧化物歧化酶(SOD)活性,可调节免疫,与信号转导和突触传递有关[2]。
PrPsc可杀死神经细胞,破坏机体的GABA系统且影响细胞内钙调节等[3]。
结构上,PrPc 是4个α螺旋(H1~H4)的球形蛋白,含43%的α螺旋,很少或几乎不含β折叠;而PrPSc有2个螺旋(Hl和H2)形成4个β折叠链,含有43%的β折叠和30%的α螺旋[4]转化 PrPc转化为致病PrPSc现有两种学说:①一种认为PrPc和PrPsc可互相转化,正常情况下处于平衡,当外来PrPsc进入体内会形成多聚体,破坏这种平衡,从而PrPc大量消耗;②一种认为PrPsc有模版作用,可促使PrPc构象改变,PrPsc得以繁殖形成多聚体。
[医学]朊病毒的发现与研究
质疑???
没有核酸,这个病原物如何增殖?如何复制本身的遗传信息 是不是存在核酸,只是未能检测出来
随着研究深入,得到更多打破传统观念的结果
(1)寻找Prn-p基因 编码朊蛋白的基因,不但在染病动物脑中存在,在正
常动物脑中也有,而且表达的一样多 正常小鼠(PrPc) 得病小鼠(PrPsc)
结论:PrPsc的出现可能不是调节基因起作用的
子模型 • 阿兹海默症或通过朊病毒传染
thanks
• 1980s
英国
疯牛病
丹尼尔 ·伽杜塞克 (D.Gajdusek)
由于查明库鲁病的病因,认为是一种 潜伏期极长的进行性病毒 获得1976年诺贝尔生理学或医学奖
三.朊病毒的发现
1997年,为肯定斯坦利·普 鲁希纳在研究克雅氏病(
Creutzfeldt-Jakob disease ,CJD)病原体的过程中发 现了朊蛋白(Prion),并 在其致病机理的研究方面的 贡献。授予其诺贝尔生理学 或医学奖
(2)朊蛋白在正常动物脑中的功能是什么 剔除PrP基因的遗传工程小鼠,看不出病症,看起来一
切正常,亦能正常生育
(3)PrP%小鼠做出贡献 把染病小鼠的脑提取物接种给PrP%小鼠,不染病,
接种给普通小鼠却染病
由此得出:PrPc蛋白的存在是染病的必要条件
(4)PrPc蛋白的一些性质
• 由208个氨基酸残基组成,分子量33-35kd(大小仅为最小 病毒的1%)
• 1974年普鲁西纳正式开始对羊搔痒病开始研究, 1982年发表第一篇文章
• 1975年起,普鲁西纳得到并用于研究的经费共5000 多万美元
普鲁西纳的研究工作
目标: 分离,纯化病原物,并加以鉴定,每步
都离不开检测方法
朊病毒的研究及其进展_廖大伟.caj
摘要叙述了朊病毒的特征,它是一种蛋白质感染因子,不含核酸,由正常脑组织中的PrP (称为PrPC )变构而来,能导致传染性海绵状脑病。
并对它关于可能改变中心法则的认识误码区作一些说明和辨析。
关键词朊病毒传染性海绵状脑病同分异构体蛋白质错误折叠PrPSC中图分类号Q-49文献标识码E第27卷第7期2011年中学生物学Middle School BiologyVol.27No.72011文件编号:1003-7586(2011)07-0003-02朊病毒的研究及其进展廖大伟(北京市丰台区丰台第二中学北京100071)刘芳(北京市丰台区南苑中学北京100076)朊病毒是导致传染性海绵状脑病(TSE )的罪魁祸首,朊病毒因其致病机理的独特性和传染性海绵状脑病的可怕性引起人类的广泛关注。
1传染性海绵状脑病(TSE )传染性海绵状脑病(TSE )是一种致死性的中枢神经系统慢性退化性疾病。
病理学上的特点是大脑皮层的神经元细胞退化、空泡、变性、死亡、消失,被星状细胞取而代之,因而造成海绵状态,大脑皮层(灰质)变薄,而白质相对明显,这就是海绵状脑病或白质脑病。
临床上相应地出现痴呆、共济失调、震颤等症状。
属于该类型的疾病有:牛海绵状脑病(BSE ,俗称疯牛病)、羊瘙痒症、Kuru 病、克雅病、致死性家族性失眠症(FFI )、杰斯综合症(GSS )和阿尔茨海默病等。
1986年~20世纪90年代初疯牛病在英国流行,导致上百万头牛和40多个年轻人死亡以及全球性的恐慌,科学家们发现患有该病的牛或人的脑部组织有海绵状病变。
羊瘙痒症是一种在羊群中传染的慢性进行致死性运动失调、麻痹和瘫痪。
Kuru 病在20世纪初流行于太平洋Papua New Guinea 岛,因当地人食用人脑浆所致,该病表现为步态不稳,手、眼震颤,一般9个月内死亡,该病还可以传染给其他一些动物体。
克雅病是一种散发性、因组织(器官)移植或食用被朊病毒感染的动物所致的疾病,其表现主要是行为的改变,然后发展为进行性痴呆,病后1年左右死亡,有科学家发现患者中约10%有家族性染色体遗传缺陷。
科技文写作作业——关于朊病毒致病机制的研究进展
关于朊病毒致病机制的研究进展摘要自20世纪80年代欧洲疯牛病的爆发到由疯牛病感染而导致人的新型克雅氏病(nvCJD)的出现,使人们越来越重视对BSE病原朊病毒及朊病毒病的研究。
Prusiner等(1982)首次提出的朊病毒假说已经逐步得到人们的认可。
朊病毒病是由一种新型蛋白感染因子引起的任何动物可转移神经退化性疾病,所以实际上是一种蛋白质病毒,朊病毒病又称海绵状脑病,最中可导致患者死亡。
此类疾病包括人的震颤病、克雅氏病(CJD)、吉斯综合症(GSS)和致死性家族失眠症(FFI)以及动物的羊瘙痒症、牛海绵脑症(俗称疯牛病)和鹿、猫、水貂等的海绵状脑病,这些疾病的共同特征是是动物和人产生认知和运动功能的严重衰竭直至死亡,其临床和病理特征表现为脑组织的海绵体化、空泡化、星形胶质细胞和小胶质细胞的形成以及致病蛋白的积累(Brandner,1996)。
十几年来,人们在探索朊病毒致病机理方面进行了不懈的努力。
关键词:朊病毒新型蛋白蛋白质病毒功能衰竭引言Prion病是异常的朊病毒蛋白(PrP)蓄积在人、畜脑组织引起的一类疾病的总称。
1982年美国生物学家斯坦利普鲁西纳尔发现了该病毒蛋白,他的发现对了解与痴呆有关的疾病和疯牛病的病因具有重要作业。
为表彰他的新发现及研究成就,于时隔25年后的1997年授予他诺贝尔医学奖。
正文一、Prion病的共同特点1.1、潜伏期长,可达数月至数年(一般为18到26个月)。
1.2、一旦发病即呈慢性、进行性发展,并以死亡告终。
1.3、病理学特征是脑皮质神经元空泡变性、死亡、缺失,而星形(小胶质)细胞高度增生,脑皮质疏松呈海绵状,并有淀粉样斑块形成,HE染色淡红色,脑组织中无炎症反应1.4、不能诱导产生特异性免疫应答;患者以痴呆、共济失调、震颤等为主要临床表现。
二、Prion病的致病机制研究2.1 Prion病概述Prion是一类完全不同于细菌、真菌、病毒、类病毒及卫星病毒等病原因子,其致病机制尚未完全阐明,目前认为由PrP c或其前体转变为由α螺旋结构变成β片层结构的PrP sc,同时,PrP sc还可结合PrP c,使之发生结构的改变,从而,由于外源性PrP sc的侵入并结合PrP c以及自身PrP c基因突变使其自发的发生结构改变,最终使PrP sc大量复制增殖、聚集,并沉积于脑组织中,引起神经细胞空泡变性等病变而造成海绵状脑病。
朊病毒的研究进展
综述译文
朊病毒的研 究进展
何 丽华 ,李 晟阳,沈 国顺
06 ( 沈阳农业大学畜牧兽 医学院,辽 宁 沈 阳 1 1 1 1 )
中图分类号
¥5.5 8 2 6
文献标识码
A
文章编号
1 7 - 6 2(0 6 1 - 0 5 0 2 9 9 2 0 ) 0 4 一种特 殊的传染性病原体 ,它 与普 (S )(rnmi il sogfr neh lptis T E Tas s be pni m e cp a ahe, s o 0 Ss 这一概 念[  ̄ ue 为发现库鲁 病的发 5 1 ,G d sk因 遍意义上的病原体不 同,不含 生命最基本 的遗传 T E ) 物质—— 核酸 。它 的出现打破 了病原体感 染 、复 病机 制 并挽 救 了 巴布亚 新几 内亚土 著人 而 荣获 制等一系列 固有 的发病模式 ,使 人们 必须重新认 17 9 6年 诺 贝 尔 生理 和 医学 奖 。18 9 2年 Pui r rs e n 识生命 的本质规律 。其 引起 的疾病主要包括牛海 和他 的同事利用生化手段从感染羊瘙痒病 的金黄 绵状脑 病、羊瘙痒病 ,在人类有 克雅 氏病 、库鲁 地 鼠中纯化 出类 似 的感染 因子 ,Pui r rs e 发现从 n
PPc,二者 是异 构体 ,由 同一 染色 体 可怕的疾病—— 库鲁病 ,并最终排 除了这 种疾病 致病 型 (rs) R P编码 ,其氨基 酸序列完全一致 ,两 者 为遗 传 性疾 病 的看 法 ,确 认 为传 染 性疾 病 ,然 基因 P N 而 ,其病原体 的确立极 为艰难1 2 1 国学者 G i 的分 子量 均为 3 ~ 5K ,根 本差别 在于 它们 构 。英 r— f 3 3 D
朊病毒及其致病机理的研究与进展
其它疾 病提供重要信息 。 就生物理论 而言, 朊病 毒的复制并 其命 名为朊病毒蛋 白 pin Poe aeu if t u a i e r ( r i eo s ne i s rc , o tn co p tl 非 以核酸为模 板 ,而是以蛋 白质为模板 ,这对分子生物学 PP 。它不同于细菌 、 r) 真菌 、 寄生虫 、 病毒和类病毒, 是一种 的 中心法则提 出了挑战 。 可以肯定 , 朊病毒研究 的深入发展 新 型 蛋 白质 病 原 。 由 于 对 朊 病 毒 研 究 做 出 了卓 越 的 贡 献 , 必将导致生命科学 领域的重 大突破 ,这又将对探索生命 的 Puie 因此项 发现更新 了医学感染 的概念 ,获得 19 年 rs r n 97 起源与生命现象 的本质产生重大的影 响。
子, 具有可滤过性 、 染性、 传 致病 性、 对宿主范围的特异性等常规 病毒的 生理特性 , 它要 比已知的最小的常规 但
病毒还要 小得 多, 且其复制过程不符合 分子 生物 学的 中心法则。作 为一类新 的病原体 , 它能引起人和动物的许
多重要疾病 , 因此对其 生物学特性、 致病机理等 的深入研 究将为控 制这 类疾病提 供重要的理论依据。
Vo.1 No 4 1 9 .
No . 06 v 20
朊病毒及其致病机理 的研究 与进展
常 慧萍 , 小玲 孙 ( 阳职业 技 术学 院生物 工程 与农业 经济 系 , 南 濮 阳 4 7 0 ) 濮 河 5 0 0
【 摘 要1 朊病毒是 由一种分子量为 3— 3k 3 5Байду номын сангаас的正常细胞蛋 白 PP rC发生构型转 变形成的 结构特殊的蛋白质分
16 年 ,C ad r 过 实 验 成 功 地 把 羊 瘙 痒病 传染 给 过性 、 91 hn l 通 e 传染性 、 致病性 、 对宿主范围的特异性 , 但它 比已知的
朊病毒及其致病机理研究进展
朊病毒及其致病机理研究进展摘要:朊病毒是有侵染性的蛋白颗粒,是造成人类及其它动物的多种致死性中枢神经系统的慢性退化性疾患的元凶,它不含有核酸,因而其生物学结构及特性、复制及致病机理具有特殊性,这也为朊病毒的鉴别提供了标准。
此外,值得注意的是,朊病毒的遗传也具有多样性,这造成了朊病毒在不同宿主间的传播障碍。
本文将针对上述问题,对朊病毒及其致病机理研究进展进行简要的介绍。
关键词:朊病毒人类早在18世纪就发现了由朊病毒引起的致死性中枢神经系统的慢性退化性疾患[1],但却一直无法分离出朊病毒病原。
这是因为朊病毒不含有核酸和脂类,是纯粹的“有侵染性的疏水性蛋白颗粒”[2]。
直到1982年,美国加州大学神经病学教授Prusiner在对绵羊瘙痒病因子的研究中,才第一次揭开其神秘的面纱[3]。
朊病毒的发现,无疑使人类对生命体的认识,达到了一种新的高度——不具有核酸却能复制的朊病毒是否属于生物的范畴,至今仍处在激烈的争论之中。
现在,就让我们一起来认识这一特殊的存在。
1.生物学结构及特性朊病毒是由朊病毒蛋白(prion protein,PrP)组成的,是具有传染性的结构简单的糖蛋白,其分子量为27000~30000Da[4],在电镜下看不见其病原颗粒。
朊病毒蛋白的前体(cellular isoform of the prion protein,PrP C),是一种正常无害的蛋白质,是由宿主细胞一条染色体上的一个基因产生的,多数存在于神经元中,能通过空间构象变化形成感染形式的朊病毒蛋白前体(scrapie isoform of the prion protein,PrP Sc)。
PrP Sc 再经蛋白酶的酶切作用可转化为具有侵染性的PrP27~30,最后通过纤维聚合自我成核作用,形成朊病毒蛋白。
PrP27~30的浓度与其传染性成正比,经化学灭活处理后,其活性与传染性将同步下降。
1.1.理化性质由于朊病毒是纯粹的疏水性蛋白颗粒,因此能抵抗多种核酸酶(包括RNA酶和DNA酶)的作用,但却可被胰蛋白酶降解,蛋白质变性剂或氨基酸化学修饰剂也对其具有灭活或抑制作用。
阮病毒的发现
克雅氏综合症(CJD)
20世纪20年代由两位德国病理学家首次描述和报道的,后来发现该病 可经外科、牙科等手术传染。克—雅氏病是罕见的早老性痴呆病,其潜伏 期可长达十年,发病后期人的大脑被毁损,最后昏迷死亡。在欧洲、美洲、 大洋洲等各地的发病率约为百万分之一。有报告称,近年来此病在欧洲发 病率比过去几十年增长了10倍以上,这很可能与疯牛病有关。
—— 杨耀进
一、朊病毒的发现
二、朊病毒的传播途径及历史
三、朊病毒的相关研究
一、朊病毒的发现
朊病毒疾病(又称可传播性海绵状脑病)是一类引起 人和动物神经组织退化的疾病,包括人的克雅氏病 (CJD)、震颤病以及动物的疯牛病(又称牛海绵状脑病) 等。多年来,人们对朊病毒的致病机制有了深入了解,目 前广为接受的朊病毒假说认为正常朊蛋白可在未知因素的 作用下转化成致病朊病毒,一旦致病朊病毒形成,可催化 更多的朊病毒向致病朊病毒转变,最终导致神经组织退化 和病变。那么,现在世界科学界能否回答:朊病毒是怎么 产生的呢?
朊病毒有待解决的问题
目前对朊病毒的研究侧重两个方面:
其一,朊病病毒本身的分子结构、遗传机制、增殖方式、传递的种间屏障、毒 株的多样性等; 其二,朊病病毒的致病机理及治疗方法等。(如测定了一些朊病毒蛋白分子结 构,建立了分子模型;已测定的25种非人灵长类动物和人PrP序列的同源性为 92.9%~99.6%;建立了朊病毒的疾病谱,诊断方法也时有报道,如生物测定法、 单克隆抗体法等) 尽管朊病毒的研究取得了许多成绩,但目前还有许多问题尚待解决。例如,朊 病毒一个感染单位是许多PrPsc分子的聚合物还是若干个PrPsc分子混合物中为 数不多的某种特殊分子;PrPc和PrPsc的精确结构及其在转变中产生的结构变 化;体外试验产主的PrPc有无感染性;毒株多样性形成的机制;PrP的生理机 能;朊病毒进入脑的通路和其与脑病变的关系;朊病毒病的诊断标准、防治药 物、流行趋势预测等。病病毒的致病机理及治疗方法等。
朊病毒的发现与研究
四.朊病毒的感染,预防以及治疗
人或动物感染PrPsc ↓ 由淋巴细胞进入中枢神经系统或直接 进入中枢神经系统 ↓ 与神经元表面正常的PrPc作用 ↓
PrPc → PrPsc→导致神经元细胞凋亡裂解
•
人类朊蛋白病的起病方式有散发行, 遗传性,传染性等。80%的病例不是传 染的结果,而是散发的,有或者没有遗 传易感性。
丹尼尔 ·伽杜塞克 (D.Gajdusek)
由于查明库鲁病的病因,认为是一种 潜伏期极长的进行性病毒 获得1976年诺贝尔生理学或医学奖
三.朊病毒的发现
1997年,为肯定斯坦利· 普 鲁希纳在研究克雅氏病( Creutzfeldt-Jakob disease ,CJD)病原体的过程中发 现了朊蛋白(Prion),并 在其致病机理的研究方面的 贡献。授予其诺贝尔生理学 或医学奖
• 普鲁西纳1972年遇见一列克雅氏病人,病人6星期后 死去 • 1974年普鲁西纳正式开始对羊搔痒病开始研究, 1982年发表第一篇文章 • 1975年起,普鲁西纳得到并用于研究的经费共5000 多万美元
普鲁西纳的研究工作
目标: 分离,纯化病原物,并加以鉴定,每步
都离不开检测方法
把瘙痒病从羊转至小鼠
发病潜伏期
3-5年
4-5个月
得到难以相信的实验结果
原来预期得到一种小型病毒 结果所有实验数据表明:病原物不是小型病毒,不含核酸, 而是蛋白质粒子 经过八年的实验反复论证(1974-1982)发表第一篇文章: 提出羊瘙痒病病原物是一种蛋白质粒子 蛋白质类的感染颗粒 (Proteinoceous Infectious Particle,Prion)
(2)朊蛋白在正常动物脑中的功能是什么 剔除PrP基因的遗传工程小鼠,看不出病症,看起来一 切正常,亦能正常生育 (3)PrP%小鼠做出贡献 把染病小鼠的脑提取物接种给PrP%小鼠,不染病, 接种给普通小鼠却染病 由此得出:PrPc蛋白的存在是染病的必要条件
朊病毒致病机理的研究进展
1.2 PrPc与PrPsc的区别
PrPc和PrPsc都是由同一基因编码的,二者氨基酸序列完全 相同,并且没有共价修饰的区别。 但是二者在二级结构上有很大区别:PrPc含40%的α螺旋, 而含有很少或几乎不含β折叠,相反PrPsc则含有43%的β折 叠及30%的α螺旋。[3]
采用分子模式对PrPc和PrPsc的三维结构进行预测,认为 PrPc是一个含有4个α螺旋(H1~H4)的球形蛋白;在PrPsc中 有2个α螺旋(Hl和H2)形成4个β折叠链。有1个二硫键将H3和 H4连接在一起,稳定PrPc和PrPsc的结构。[4]
朊病毒致病机理的研究进展
主讲人:发面五两
一、基本构造
朊病毒又称蛋白质侵染因子(又称毒朊)。朊病毒是一类能 侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质 [1]。 朊病毒是一种能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫 性疏水蛋白质,它与普遍意义上的病毒不同,不含生命最基本 的遗传物质——核酸。朊病毒传染性极强,无特异性抗体存在, 对各种理化作用也有很强的抵抗力;而且它可以发生变异并跨 种族感染。朊病毒引起的人和动物的一系列神经退行性疾病, 均以死亡告终,目前未找到有效的治疗方法。这种哺乳动物海 绵状脑病已在全球肆虐,引起全世界的广泛关注。 朊病毒就是蛋白质病毒,是只有 蛋白质而没有核酸的病毒。
三、朊蛋白的致病机理
1、朊蛋白的分子生物学特性
1.1朊病毒蛋白有两种异构体简介:
PrPc 为分子量33000~35000D的糖蛋白,存在于正常人和动物细胞 中。 PrPsC 可引起神经退行性疾病 PrPc为分子量33000~35000D的糖蛋白,而致病的PrPsc只有 27000—30000D。PrPsc可使正常的PrPc转化为致病的PrPsc, 并不断自我复制,在细胞中大量蓄积,最终导致病理效应。
朊病毒分子生物学研究进展
胞 PPmR r NA水 平 无变 化 , 明 P P是 组成 型 基 因表 达 的 产 说 r 物 。 这 种 细 胞 的 PP称 作 细 胞 型 蛋 白粒 子 , P W 表 示 , r 用 r 相
早 的 一 种 朊 病 毒病 , 存 在 于英 格 兰 已达 2 0多 年 【 。朊 病 它 0 5 ] 毒 的 发 现 有 可 能 引起 分 子 生 物 学 和 医学 领 域 内 的 一 场 革 命 。 本 文 就 朊 病 毒 的分 子 生 物 学 研 究 进 展 作 一 简 述 。 1 致 病 性 朊 病 毒 的 发 现 及其 化 学 本 质 的 研 究 对 朊 病 毒 的 早 期 认 识 多 源 于 羊 瘙 痒 病 的 研 究 。 有 人 曾
C D) 格 施 谢 三 氏症 ( es n t us r c e k r i ae J 、 G rt nS r si h i e s s , ma a eS n D e
G S ) 致 死 性 家 族 失 眠症 ( aa Fmia no i, F ) SD 、 F t a l rIsmn F L 和 l i a 动 物 的羊 瘙 痒 病 ( cai) 牛 海 绵 状 脑 病 (o ieso gfr S rp 、 e B v n i m n p o
分 子 质 量 为 2 ~ 3 k 的 蛋 白 质 。 由 于 这 种 蛋 白 质 能 与 瘙 7 0D 痒 病 因 子共 纯 化 , 浓 度 与 瘙 痒 病 因 子 的 感 染 性 正 相 关 ; 其 这 种 蛋 白 纯 化 后 具 有 传 染 性 ; 且 其 感 染 性 可 被 中 和 抗 体 并 (et ih ni d ) 和 , 将 这 种 蛋 白 称 为 朊 病 毒 蛋 白 nur z ga t o y 中 l ai b 故
朊病毒致病机理研究进展
朊病毒致病机理研究进展杨建民,郝永新,宁章勇,赵德明(中国农业大学动物医学院国家动物海绵状脑病实验室,北京 100094) 摘要:朊病毒病是由一种新型蛋白感染因子引起的人和动物可转移神经退化性疾病,又称海绵状脑病,最终可导致患者死亡。
作者就朊病毒的致病机理,从朊病毒学说,致病性、生物学特性进行阐述,并从病原基因遗传结构特点,致病蛋白的结构特点和形成机制作以综述,为该类疾病的防治提供理论依据。
关键词:朊病毒;P rPc;P rP sc;发病机理中图分类号:S85.2 文献标识码:A 文章编号:167127236(2004)1020034204 自20世纪80年代欧洲疯牛病的爆发到由疯牛病感染而导致人的新型克雅氏病(nvCJD)(A tw ood,1998)的出现,使得人们越来越重视对B SE病原朊病毒及朊病毒病的研究。
P ru siner等(1982)首次提出的朊病毒假说已逐步得到人们的认可。
朊病毒病是由一种新型蛋白感染因子引起的人和动物可转移神经退化性疾病,又称海绵状脑病,最终可导致患者死亡。
此类疾病包括人的震颤病,克雅氏病(CJD),吉斯综合征(GSS)和致死性家族失眠症(FF I)以及动物的羊瘙痒病、牛海绵脑病(俗称疯牛病)和鹿、猫、水貂等的海绵状脑病,这些疾病的共同特征是使动物和人产生认知和运动功能的严重衰退直至死亡,其临床和病理特征表现为脑组织的海绵体化、空泡化、星形胶质细胞和小胶质细胞的形成以及致病蛋白的积累(B randner,1996)。
十几年来,人们在探索朊病毒致病机理方面,进行了不懈的努力,现就此方面的研究进展作以综述。
1 朊病毒疾病特征朊病毒病潜伏期长,达数月至数年,甚至数10年。
临床上以进行性共济失调、震颤、姿势不稳、痴呆或知觉过敏、行为反常等中枢神经系统症状为特征, 100%死亡。
组织病变局限于中枢神经系统,以神经原空泡化、脑灰质的海绵状病变、神经胶质和星状细胞增生、P rP sc蓄积和淀粉样蛋白斑块为特征(B row n,2000)。
朊病毒研究进展
1 朊 病 毒 的发 现 及 其 化 学 本 质 的 研 究
对朊 病 毒 的早期 认识 多 源 于绵羊 痒 病 的研 究 。朊病 毒病 与 大多数 病 毒 不 同 ,福 尔 马 林 溶 液 并 不 能 完 全 消 除 其 传 染 性 。 Ap r (97年 )观察 到一 定 剂量 的 2 4 nl l 等 16 e 5 l 的紫 外 线 不能 使 / 其 失活 ,相 反它 对 27 nl 3 l 的紫 外 线 却 非 常 敏 感 ,这 些 特征 使 / 作 者认 为感 染 因子 可能 是 一种 不 含核 酸 的蛋 白质 。随 后 G i t r h i f 等 (9 7年 )提 出蛋 白质 致病 假 设 ,认 为感 染 因子是 由正常 细 16
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Anma s a d y & Vee i a y Me i ie 2 O Vo .4 No 9 i lHu b n r trn r dc n O 2 13 .
朊
病
毒 研
究
进 展
30 2 ) 10 9
贾 小 明 , 许 于 飞
( 江 大 学 生 命 科 学 学 院 ,浙 江 杭 州 浙
摘 要 :朊病 毒 (rn Pi )是一类 能 引起 人和动 物 的亚急性 海绵 样 脑病 的病原 因子 ,它的 化学本 质是 一种 蛋 白质侵 染颗粒 ,具 有 不 同于 病毒 的生物 学 o
性质 与理 化性质 。细 胞型朊 病 毒蛋 白 ( rc PP )经过折 叠可 转 变为致 病 型朊病 毒蛋 白 ( rs) 目前 人 和大 多 数动 物 的 PP基 因序 列 已经 被 测定 ,这 PPc 。 r 也 为朊病 毒 的研 究提 供 了重要 的信 息 。酵母朊 病 毒的研 究进 一步 证 实了朊 病毒 仅 由蛋 白质组 成 的假说 。
朊病毒及朊病毒病的研究进展.doc
朊病毒及朊病毒病的研究进展1982年,美国生理学家Prusiner及其同事,在大量实验的基础上,突破经典病毒学理论而提出朊病毒(prion)的概念,认为绵羊瘙痒病的病原体是一种尚未证实有核酸结构的蛋白质侵染颗粒(proteinaceous infectious particles),并将其称为朊病毒蛋白(Prion protein),简称为PrP。
朊病毒是医学生物学领域中至今尚未彻底弄清,与病毒和类病毒都很不相同的一种蛋白质传染病原体。
它是一组至今不能查到任何核酸、对各种理化作用具有很强抵抗力、传染性甚强、分子重量在27000~30000道尔顿的蛋白质颗粒,它们是在人和动物中引起可传递的海绵脑病的特殊病因。
朊病毒是一个超出经典病毒学和生物学的全新概念,蛋白质在特定条件下发生突变或构型上的变化由良性变为恶性,即变为具有传染性的侵染颗粒,可引起人和动物脑内神经元空泡变性(即海绵状变性),所以这类病毒引起的疾病被称为传染性海绵状脑病( Transmissible Spongiform Encephalopathy,TSE),又称为朊病毒病。
一、朊病毒引起的相关疾病朊病毒都是致死性中枢神经系统的慢性退化性疾病,病理学上的特点是大脑皮层的神经元细胞退化、空泡变性、死亡、消失,最终被星状细胞取代,因而造成海绵状态。
患者具有痴呆、共济失调、震颤等症状。
已知人和动物朊病毒有以下几种:人的库鲁氏病,又称新几内亚震颤病(Kuru);克-雅氏病(Creutzfeldt-Jakob disease,CJD),又称皮质-基底节-脊椎变性综合征,也有人称其为人类海绵状脑病和早老性痴呆症(Presenile Dementia);致死性睡眠综合症(Fatal Familial Insomnia,FFI);吉斯综合症,又称脑软化病(Gersrmann -Straussler-Scheikerg disease,Gss);疯牛病( Mad Cow Disease,MCD),即牛海绵状脑病( Bovine Spongiform EncePhalopathy,BSE);传染性紫貂脑病(TME);猫海绵状脑病( Feline Spongiform Encephalopathy, FSE);羊瘙痒症(Sctapie),有绵羊瘙痒(Scrapie of sheep)和山羊瘙痒症(scrapie of gaats)两种;大耳鹿慢性消耗病(Chronic Wasting Disease of Mule Deer,CWD);传染性雪貂白质脑病(Transmissible Mink Encepholopathy,TME)。
26612626_朊病毒病治疗方法的研究进展
生物技术进展2022年第12卷第2期229~235Current BiotechnologyISSN 2095‑2341进展评述Reviews朊病毒病治疗方法的研究进展李书翔,安丽萍,梁德娟,王凯旋,赵建国*海南大学生命科学学院,海口570228摘要:朊病毒是一种由体内正常朊蛋白转化形成的传染性蛋白质,朊病毒病是由朊病毒引发的致命性神经退行性疾病。
目前临床虽然尚无治疗朊病毒病的方法,但是大量的研究者已从多个角度进行研究,并取得了一定进展。
对近期有关传统化学药物、基因治疗方法、免疫学治疗方法和同源朊蛋白的朊病毒病治疗方法进行了综述,并重点分析了新型靶向细胞内信号通路药物以及有潜在利用价值的线粒体相关朊病毒胞内作用信号通路,旨在为朊病毒新的研究方向提供理论依据,从而促进朊病毒病治疗方法应用于临床。
关键词:朊病毒病;朊蛋白;基因治疗;免疫治疗DOI :10.19586/j.2095‑2341.2021.0156中图分类号:R373文献标志码:AResearch Progress on the Treatment of Prion DiseaseLI Shuxiang ,AN Liping ,LIANG Dejuan ,WANG Kaixuan ,ZHAO Jianguo *School of Life Sciences ,Hainan University ,Haikou 570228,ChinaAbstract :Prions are infectious proteins formed by normal prion proteins in vivo ,and prion diseases are a class of fatal neurode‑generative diseases triggered by prions.At present ,although there is no clinical method to treat prion disease ,a large number of researchers have studied from many angles and made some progress.This article provided a brief illustration of recent prion dis‑ease treatment options related to traditional chemical drugs ,gene therapy ,immunotherapy and homologous prion proteins ,with an emphasis on novel drugs that target intracellular signaling pathways as well as intracellular signaling pathways of mitochondria associated with prion proteins with potential utility.This paper aimed to provide a theoretical basis for the new research direction of prion ,in order to promote the clinical application of prion treatment methods.Key words :prion disease ;prion proteins ;signaling pathway ;gene therapy ;immunotherapy朊病毒病(prion disease )是由体内正常朊蛋白(cellular prion protein ,PrPC ))在一定的条件下构象改变而错误折叠形成的一种具有抗蛋白酶水解特性的致病型羊痒病朊蛋白(pathogenic scra‑pie prion protein isoform ,PrPSc )。
朊病毒结构研究和致病机理分析
朊病毒结构研究和致病机理分析摘要朊病毒病是人和动物的一种退行性脑病,主要包括羊骚痒病,疯牛病,以及人的克雅氏综合症等。
其致病因子被认为是一种由正常细胞PrP蛋白经非正常折叠所形成的蛋白质(PrPsc)。
PrPsc和PrPc来自于同一基因具有相同的氨基酸序列,但在二级结构和三级结构上有很大的不同。
科学界认为朊蛋白是一种不含核酸和脂类的疏水性糖蛋白关键词:朊病毒 PrPc PrPsc 重组朊蛋白高级结构朊病毒(Prion Protein , PrP)是一种蛋白质亚病毒,是只有蛋白质而没有核酸的病毒,形态特征为小型蛋白质颗粒,大约有250个氨基酸组成,大小仅为最小病毒的1%。
它是由动物机体中高度保守的朊病毒蛋白基因编码的蛋白质并能在机体的多种细胞中表达,在中枢神经系统及神经元细胞中表达量最高。
朊病毒具有两种不同的分子构象:一种是存在于正常机体或感染动物的细胞中,没有致病作用,称为细胞朊蛋白(PrPc),另一种是仅存在于感染动物的细胞中,称为朊病毒蛋白(PrPsc)。
两种蛋白的一级结构完全相同,但二极结构及高级结构则有着显著差异。
此种病毒可导致库鲁病(Ku-rmm)、克雅氏综合症(CJD)、格斯特曼综合症(GSS)、致死性家族失眠症(FFI)等常见人类疾病以及羊瘙痒病和疯牛病等动物疾病[1]。
朊病毒的传播途径包括:使用动物肉骨粉饲料、牛骨粉汤;医源性感染,如使用脑垂体生长激素、促性腺激素和硬脑膜移植、角膜移植、输血等。
朊病毒特点是耐受蛋白酶的消化和常规消毒作用,由于它不含核酸,用常规的PCR技术还无法检测出来。
朊病毒的复制并非以核酸为模板,而是以蛋白质为模板。
斯坦利由于发现PrPSC(一普里朊)和PrPC具有相同的一级结构而具有不同的二级和三级结构,打破了以往蛋白质的一级结构决定高级结构的定律,而获得了1997年诺贝尔生理学或医学奖[2]。
1982年普鲁宰纳提出了朊病毒致病的“蛋白质构象致病假说”,以后魏斯曼等人对其逐步完善。
朊病毒病治疗的研究进展
朊病毒病治疗的研究进展张珠明;汪仁莉;赵德明【摘要】世界卫生组织曾预言,到2040年,最常见的致死性疾病中,神经退行性疾病将会攀升至第二位,仅次于癌症.在这类疾病中,朊病毒病是惟一能通过动物模型直接探寻体内病理学机理的一种.朊病毒病是由朊病毒引起人和动物出现以中枢神经系统退行性病变为特征的一类疾病,主要包括人的库鲁病、克雅氏病、致死性家族性失眠,牛的海绵状脑病、绵羊和山羊的痒病、鹿科动物的慢性消耗性疾病等等.【期刊名称】《中国兽医杂志》【年(卷),期】2012(048)003【总页数】3页(P58-60)【作者】张珠明;汪仁莉;赵德明【作者单位】宁夏大学农学院动物科学系,宁夏银川750021;中国农业大学动物医学院国家动物海绵状脑病实验室,北京海淀100193;宁夏大学农学院动物科学系,宁夏银川750021;中国农业大学动物医学院国家动物海绵状脑病实验室,北京海淀100193【正文语种】中文【中图分类】S852.65+9.7世界卫生组织曾预言,到2040年,最常见的致死性疾病中,神经退行性疾病将会攀升至第二位,仅次于癌症。
在这类疾病中,朊病毒病是惟一能通过动物模型直接探寻体内病理学机理的一种。
朊病毒病是由朊病毒引起人和动物出现以中枢神经系统退行性病变为特征的一类疾病,主要包括人的库鲁病、克雅氏病、致死性家族性失眠,牛的海绵状脑病、绵羊和山羊的痒病、鹿科动物的慢性消耗性疾病等等。
目前认为该类疾病的病原朊病毒是一种不含核酸的蛋白颗粒,是机体内正常朊蛋白PrPC发生构象转化错误折叠形成的异常朊蛋白PrPSc。
朊病毒在形态上是一种蛋白聚集物,感染机体后,不能被体内的蛋白酶消化清除,也不会引起机体的免疫反应和炎症反应,因此不易早期发现和进行治疗。
多年来,研究朊病毒病的科学家们一直致力于该病的发病机制和治疗方面的研究,希望通过体外或体内试验找出抑制朊病毒转化、增殖或转移的方法,但仍然没有一种药物足够有效地预防和治疗这类疾病。
朊病毒是一种结构异常的蛋白
朊病毒是一种结构异常的蛋白
朊病毒并不是传统意义上的病毒,它其实是一种特殊的蛋白质结构体,在科研
领域备受关注。
一般而言,蛋白质是生物体中的重要组成部分,扮演着各种重要生理功能的角色。
然而,朊病毒所代表的蛋白质结构异常,对科学研究具有一定的意义。
朊病毒的发现
朊病毒最早是在实验室中偶然发现的。
科研人员在进行蛋白质结构研究时,意
外发现了这种结构异常的蛋白质。
按照传统的蛋白质分类方法,朊病毒并不容易归类,因为其结构与已知的蛋白质存在显著差异。
朊病毒的特点
朊病毒的结构异常主要表现在其原子构成和空间排布方面。
通过高级成像技术,科研人员发现朊病毒的蛋白质结构中存在着大量未知的化学键和空穴结构,这种不规则的结构给朊病毒带来了一些独特的物理特性。
朊病毒的功能
尽管朊病毒的结构异常,但科研人员通过实验证实,朊病毒在某些生物化学反
应中具有一定的催化作用。
虽然具体机制尚不明确,但研究者普遍认为朊病毒可能参与了某些细胞代谢途径中的特定反应。
未来展望
对于朊病毒这种结构异常的蛋白质,科研人员正努力探寻其潜在的生理意义和
应用潜力。
在未来,或许可以通过进一步的研究发现朊病毒在生物体中的具体作用,为新药研发和生物技术领域带来新的突破。
综上所述,朊病毒作为一种结构异常的蛋白质,固然引起了科研界的关注和好奇。
随着科技的不断发展和探索的加深,相信朊病毒的奥秘终将为人类所揭开,为科学研究和生物医学领域带来新的希望和可能性。
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朊病毒及朊病毒病的研究进展1982年,美国生理学家Prusiner及其同事,在大量实验的基础上,突破经典病毒学理论而提出朊病毒(prion)的概念,认为绵羊瘙痒病的病原体是一种尚未证实有核酸结构的蛋白质侵染颗粒(proteinaceous infectious particles),并将其称为朊病毒蛋白(Prion protein),简称为PrP。
朊病毒是医学生物学领域中至今尚未彻底弄清,与病毒和类病毒都很不相同的一种蛋白质传染病原体。
它是一组至今不能查到任何核酸、对各种理化作用具有很强抵抗力、传染性甚强、分子重量在27000~30000道尔顿的蛋白质颗粒,它们是在人和动物中引起可传递的海绵脑病的特殊病因。
朊病毒是一个超出经典病毒学和生物学的全新概念,蛋白质在特定条件下发生突变或构型上的变化由良性变为恶性,即变为具有传染性的侵染颗粒,可引起人和动物脑内神经元空泡变性(即海绵状变性),所以这类病毒引起的疾病被称为传染性海绵状脑病( Transmissible Spongiform Encephalopathy,TSE),又称为朊病毒病。
一、朊病毒引起的相关疾病朊病毒都是致死性中枢神经系统的慢性退化性疾病,病理学上的特点是大脑皮层的神经元细胞退化、空泡变性、死亡、消失,最终被星状细胞取代,因而造成海绵状态。
患者具有痴呆、共济失调、震颤等症状。
已知人和动物朊病毒有以下几种:人的库鲁氏病,又称新几内亚震颤病(Kuru);克-雅氏病(Creutzfeldt-Jakob disease,CJD),又称皮质-基底节-脊椎变性综合征,也有人称其为人类海绵状脑病和早老性痴呆症(Presenile Dementia);致死性睡眠综合症(Fatal Familial Insomnia,FFI);吉斯综合症,又称脑软化病(Gersrmann -Straussler-Scheikerg disease,Gss);疯牛病( Mad Cow Disease,MCD),即牛海绵状脑病( Bovine Spongiform EncePhalopathy,BSE);传染性紫貂脑病(TME);猫海绵状脑病( Feline Spongiform Encephalopathy, FSE);羊瘙痒症(Sctapie),有绵羊瘙痒(Scrapie of sheep)和山羊瘙痒症(scrapie of gaats)两种;大耳鹿慢性消耗病(Chronic Wasting Disease of Mule Deer,CWD);传染性雪貂白质脑病(Transmissible Mink Encepholopathy,TME)。
这些疾病有些在二百年前就已发现,如人们在羊群中发现一种传染病,其主要表现为兴奋、瘙痒、瘫痪等症状,最后死亡,称之为羊瘙痒病(Sctaple in sheep and goat)。
1985年英国暴发疯牛病事件,人们注意到疯牛病的症状及脑部病理变化与羊瘙痒症类似,同属于海绵状脑病,多有食用病羊和病牛内脏或骨粉饲料的病史,于是人们才认识到种间传播的可能性,并将它们和人类的某些中枢神经疾病相联系,同时开始怀疑疯牛病会传染给人,至此,对此类疾病的研究达到高潮。
二、朊病毒病原学特征及分子机制羊瘙痒病是最早发现的传染性脑病,其病原体也是研究最早和最多的病原体。
1961年Chandler通过实验成功地把羊瘙痒病传染给小鼠,随后其他实验室的动物模型如白鼠、豚鼠、大鼠等相继获得成功,羊瘙痒病伴随纤维(Scrapie Associated Fibrile,SAF)是在Scrapie感染的小鼠脑组织用去污剂处理提取的膜性部分中观察到的一种特殊纤维结构。
它有两个类型:Ⅰ型纤维,直径为11~14nm,由两根直径为4~6nm的原纤维相互盘绕而成,螺距为40~ 80nm不等;Ⅱ型纤维,直径为34nm,有四根相同的原纤维组成,每两根之间间隙为3~4nm。
Ⅱ型纤维每100~120nm即出现一个狭窄区,狭窄区的直径约为9~11mn。
进一步研究表明,无论是自然发生朊病毒病的动物还是人工感染朊病毒病的实验室动物,在脑组织的提取物中均观察到SAF,而对照组均为阴性。
1982年,Prusiner等人发现羊瘙痒因子感染的仓鼠脑组织中部分纯化的Scrapie病原的片段,经过了修饰或者蛋白酶水解后能够减弱其抗原性,同时发现寻求Scrapie特异性核酸所作的试验不能证实它有独立的传染性,他将分离出的这一特殊的蛋白质——蛋白酶抗性蛋白称之为朊病毒蛋白(PrP)。
PrP是一种膜蛋白,存在于大部分组织细胞中,其正常功能尚不十分清楚,可能与细胞表面的信号识别和粘着有关;在淋巴细胞中,PrP可能与激活有关;在神经系统中,PrP可能与突触功能及调节生物钟节律有关。
随着实验的进展,Prusiner又把朊病毒(PrP)称作传染性蛋白颗粒(proteineceous infectious particle)。
该蛋白能够抵抗蛋白酶K的消化作用,分子质量为27000~30000道尔顿,故又称作PrP27-30,用免疫亲和层析纯化去污剂溶解的病脑提取物时,PrP27-30浓度与朊病毒滴度成正比,这说明感染与PrP蛋白的某种形式密切相关。
PrP属于糖蛋白,在一定条件又可以形成杆状结构或纤维状结构,因此人们把它和羊瘙痒病相关纤维SAF联系起来。
SAF和PrP的发现者都各自认为他们所发现的蛋白性结构就是致病因子朊病毒的主要组成部分,在这场没有结果的争论中,较普遍认同的观点是: PrP27-30是SAF的组成部分,蛋白印迹显示SAF含有PrP27-30成分,抗PrP27-30抗体能修饰不同毒株的SAF,说明羊瘙痒相关纤维和PrP27-30有共同的抗原性。
但也有观点认为和PrP27-30抗体发生反应的是围绕在SAF周围的物质而不是SAF本身,因此,两者的关系还有待研究。
正常人和动物细胞中朊蛋白称为PrPC,其分子量为33~35KD,致病性朊病毒蛋白为称PrPSC,PrP27~30是PrPSC部分酶解后除去N端66个氨基酸形成的。
PrPC和PrPSC 两者是由同一基因PRNP编码的,其氨基酸序列完全一致,质谱和气相测序以及别的生化研究发现共价键也无变化,两者是异构体,本质差别在于它们构象上的差异, PrPC的α-螺旋为 42%,β-折叠仅为 3 %,而 PrPSC的α-螺旋为 30%,β-折叠反而高达43 %。
PrPSC是由于 PrPC发生蛋白质错误折叠,一些α-螺旋变构为β-折叠,三维构象发生变化而产生的,其形成发生在翻译后的加工过程。
PrP通常不易被蛋白水解酶水解,外来性PrPSC循环于血液之中并可通过血脑屏障进入脑内,于是干扰PrPC的合成与功能,导致朊病毒病的发生。
PrPSC的增殖是一个指数式的增长过程,其复制较合理的解释是:一个PrPSC先于一个PrPC结合,形成杂合二聚体,然后PrPSC以自身为模板,将PrPC转变成PrPSC,再释放出两个PrPSC,产生的2个PrPSC又可以去结合2个PrPC,释放出4个PrPSC。
这是一个周而复始的循环过程。
PrPC和 PrPSC的主要区别在于: PrPC可溶于非变性洗涤剂而 PrPSC不溶; PrPC可被蛋白酶K完全消化而PrPSC则有抵抗蛋白酶K消化的能力。
此外,朊病毒还具有以下特点:可被胰蛋白酶降解,被一些蛋白质变性剂或氨基酸化学修饰剂灭活或抑制,但对作用于核酸的酶或化学物质有很强的抵抗能力,对一般的理化因子具有高度的抵抗力,目前常用的理化消毒、灭菌方法往往不能完全灭活院病毒。
PrP基因为单一基因,人的PrP基因(PRNP)位于第20号染色体的短臂,而小鼠的PrP基因(Prn-p)位于第二号染色体,这提示PrP基因在哺乳动物种系分化以前就已存在。
利用核酸杂交及核酸序列分析表明。
在多种脊椎动物和无脊动物的基因组中均存在PrP基因。
其中脊椎动物有人、绵羊、山羊、家兔、小鼠和大鼠,无脊椎动物有线虫、果蝇和酵母。
这说明PrP基因在进化过程中表现出高度的保守性。
三、常见的几种朊病毒病朊病毒病可以是遗传性的,也可以是传染性的。
1.Kuru病Kuru病发生在大洋洲巴布亚新几内亚高原的一个叫Fore的部落里,Kuru在当地的土语中就是震颤的意思。
20世纪50年代,美国国立卫生研究院的Gajdusek、Zigas和Gibbs等人首先发现此病。
当时这个部落还生活在原始的生活方式中,他们演习着一种宗教性食尸习惯,在食尸仪式上,主妇剖尸,将死者的脑汁捧在手里供家庭成员吮食。
5~30年后,食尸者中不少人出现了颤栗性震颤并发展成发音障碍、失语直至完全不能运动,不到一年即死亡。
Fore部落原有 35000左右的人口,疾病流行期间80%的人患此病。
Gajdusek等人发现震颤病并证明在食尸过程中死者体内的病原经破裂的皮肤、粘膜而传染。
1959年禁止食尸习惯后,该部落Kuru病发病率逐年下降,1988年死于此病的仅6人,近10多年来,此病在12岁以下儿童中基本消失。
Gajdusek和Gibbs等人1960年将震报病死者的脑组织滤液接种于黑猩猩和各种猴类,成功地获得连续传代,证实震颤病与羊瘙痒病。
人克-雅氏病属同一种病原(非寻常病毒)感染,1976年,鉴于Gajdusek的贡献,他被授予诺贝尔生理学或医学奖。
2.克-雅氏病(CJD)克-雅氏病是上世20年代,由Creutzfeldt、Jokob两位神经病理学家首先描述和报道的,因而被命名为克-雅氏病(CJD),此病又被称为早老性痴呆症。
后来发现该病可经外科、牙科手术传染,因而也有人将此病称为传染性痴呆症。
其典型的临床包括肌震颤、广泛的大脑机能障碍,与震颤病十分相似,其潜伏期可长达几十年,发病后期毁坏人的大脑,最后昏迷致死。
本病病理学特征是脑组织出现明显的海绵样病变、星状细胞增生及淀粉斑块。
克-雅氏病的发病可分为传染性和遗传性两种,约有10%~15%的病人具有家族性常染色体型的遗传缺损,传染性的仅见于医院性感染。
CJD常传播扩散而遍及世界各地,发病率大约在百万分之一,但英国学者Almondl1995年报道英国奶牛场工人CJD发病率则高达6.3/100万。
CDJ传播方式不一,人与人的传播方式有角膜移植、移植手术后18个月发病,平均潜伏期恰好与接种克-难氏病脑组织的黑猩猩的潜伏期一致,一般自发病到死亡仅8-12个月。
近年来,CJD在欧洲的发病率比过去几十年增长了10倍以上,这很可能和疯牛病有关。
3.疯牛病(BSE)疯牛病是1985年底英国兽医在牛身上发现的一种致命性疾病,其异常表现为:病牛由于脑功能衰竭和肌肉震颤而烦躁不安,勇猛好斗,姿势失衡,如此持续数周或数月后死亡,很少能存活半年以上。
尸检可见脑内大量神经细胞缺失(以神经元为主),淀粉样斑块形成并异常增多,大、小脑因此出现许多孔隙而呈海绵状。