朊病毒
阮病毒介绍
单个的解剖部位,或组织器官。
Bjorn Sigurdsson, Iceland.
牛海绵状脑病(bovine spongiform encephalopathy, BSE )
1984年疯牛病在英国被首次发现。1987年 Wells首先进行了报道。感染原因为进食病 羊的肉制品。 1992年至少18万头牛感染了PrD,平均每周 800~1000头牛发病。 目前全世界发现有此病的国家已超过一百 个,其中部分国家的疯牛病只在英国进口 的牛中发生。
朊病毒感染引起人和动物的主要疾病
1.羊瘙痒病(scrapie) 2.疯牛病(bovine spongiform encephalopathy, BSE ) 3.库鲁病(Kuru) 4.克-雅氏症(Creutzefeldt-jakob disease, CJD)
传染性病毒性痴呆(transmissible virus dementia, TVD) 5. 致死性家族性失眠症(fatal familial insomnia, FFI) 6. 吉斯特曼-斯召斯列综合征(Gerstmann-Straussler
syndrome, GSS)
朊病毒病的分类
第一类: 羊瘙痒病;牛海绵状脑病;散发性、家族性及医源性克雅
病(sporadic, familial and iatrogenic CJD, sCJD, fCJD, iCJD);库鲁 病;散发性、家族性致死性失眠症(Sporadic and familial fatal insomnia,sFI , fFI)。
由正常PrPc转化成恶性PrPsc的机理和因素不清,难以预防; 6. 100%病死率,缺乏治疗药物,无法研制预防疫苗。
朊病毒
生化抗性
病毒粒子的结构;经负染
后才见到聚集而成的 棒状 体,其大小约为 10-250 x 100-200纳米。 免疫抗性
通过研究还发现,朊病毒
对多种因素的灭活作用表 现出惊人的抗性
总体上说,凡能使蛋白质消化、变性、 修饰而失活的方法,均可能使朊病毒失 活;凡能作用于核酸并使之失活的方法, 均不能导致朊病毒失活。由此可见,朊 病毒本质上是具有感染性的蛋白质。
1997
当年春天“疯牛病”在英国以 至于全世界引起的一场空前的
发现水貂脑软化病,症状 与“羊搔痒症”相似。后 又陆续发现了马鹿和鹿的 慢性消瘦病、猫的海绵状 脑病
1996
恐慌,甚至引发了政治与经济 的动荡,一时间人们“谈牛色 变”
1947
1982
斯坦利 ·普鲁辛 纳发现了一种 新型的生物 — 人类在绵羊和 —朊病毒
通俗的说: DNA 制造 RNA , RNA 制造蛋白 质,蛋白质反过来 协助前两项流程,
并协助DNA自我复制
朊病毒的生理增殖
中心法则
性质结构
致病机制
01
03
05
02
04
法则挑战 从理论上讲,“中心法则” 认为DNA复制是“自我复制”, 即DNA-DNA,而朊病毒蛋白是 “自他复制”。这对遗传学 理论有一定的补充作用。但 也有矛盾,即“DNA→蛋白质” 与“蛋白质→蛋白质”之间 朊病毒已经超出了经典病毒学 的生物学概念,研究表明,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蛋白 质颗粒,这一观点向传统观点 提出了强有力的挑战。
朊病毒的生理增殖
中心法则
性质结构
致病机制
01
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朊病毒简介
朊病毒简介朊病毒(Prion),又称“普里昂”或蛋白质侵染子,是一种可以引起同种或异种蛋白质构象改变而致病或功能改变的蛋白质。
最常见的是引起传染性海绵样脑病(疯牛病)的蛋白质。
“朊病毒”最早是由布鲁希纳等提出的,在此之前,它曾经有许多不同的名称,非寻常病毒、慢病毒,传染性大脑样变等。
早在300年前,人们已经注意到在绵羊和山羊身上患的“羊瘙痒症”。
20世纪60年代,生物学家阿尔卑斯破坏其DNA和RNA后,其仍具感染性。
1947年水貂脑软化病,其症状与“羊瘙痒病”相似。
最为震惊的是1996年“疯牛病”,在英国引起的一场空前的恐慌,一时间人们“谈牛色变”。
多年来人们一直认为它是一种不能查到任何核酸,对各种理化作用有很强抵抗力,传染性极强,分子量在2.7万~3万的蛋白质颗粒,但近来又有研究报道,朊病毒含有微量核酸。
它是能在人和动物中引起可传染性脑病(TSE)的一个特殊原因。
朊病毒与真病毒存在一些主要区别:阮病毒呈淀粉样颗粒状,无免疫原性,无核酸成分,由宿主细胞内的基因编码,抗逆性强、能耐杀菌剂和高温。
朊病毒的致病机理是1982年普鲁宰纳提出的朊病毒致病的“蛋白质构象致病假说”,以后魏斯曼等人对其逐步完善。
其要点如下:1.朊病毒蛋白有两种构象:细胞型(正常型PrPc)和瘙痒型(致病型PrPsc)。
两者的主要区别在于其空间构象上的差异。
PrPc仅存在a螺旋,而PrPsc有多个β折叠存在,后者溶解度低,且抗蛋白酶解;2.PrPsc可胁迫PrPc转化为PrPsc,实现自我复制,并产生病理效应;3.基因突变可导致细胞型PrPc中的α螺旋结构不稳定,至一定量时产生自发性转化,β片层增加,最终变为PrPsc型,并通过多米诺效应倍增致病。
朊病毒致病如此强,其传播途径也是多样的,主要通过以下几种途径传播:1.食用动物肉骨粉饲料、牛骨粉汤;2.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;3、朊病毒存在变异和跨种族感染,主要为牛、羊等反刍动物;4、朊病毒可感染多个器官,已知的主要为脑髓。
朊病毒
研究人员发现了一个突破口:这种具有感染性的因子主要由被称为PrP的蛋白质组成的。这种蛋白质可以在 细胞的质膜上找到(具体功能还不了解),但是具有感染性的因子PrpSC与正常因子PrPC在形状上有一点不同。 科学家推测这种变形的蛋白质会引起正常的PrPC转变成具有感染性的蛋白质,这种连锁反应使得正常的蛋白质和 致病的蛋白质因子都成为新病毒的材料。在这个假说被提出来以后,产生PrP的基因被抽离出来,产生不同形状 的突变基因被成功的定义和复制,研究实验鼠的结果为这个假说提供了支持,这些证据是强有力的,但并不是无 可争议的。
朊病毒
病原因子
01 简介
03 认识过程 05 动物致病
目录
02 特性 04 动物传播史 06 传染给人
07 预防
09 研究进展
目录
08 假说 010 两获殊荣
基本信息
朊病毒(Prion),又称朊粒、蛋白质侵染因子、毒朊或感染性蛋白质,是一类能侵染动物并在宿主细胞内 无免疫性疏水蛋白质。
朊是蛋白质的旧称,朊病毒意思就是蛋白质病毒,朊病毒(prion)严格来说不是病毒,是一类不含核酸而 仅由蛋白质构成的具感染性的因子。
特性
特性
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);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。朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变,最终不治而亡。因此世 界卫生组织将朊病毒病和艾滋病并立为世纪之最危害人体健康的顽疾。
[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
朊病毒的名词解释
朊病毒的名词解释近年来,人们对朊病毒这一词汇不断熟悉起来。
朊病毒是一种新型病毒,引起了全球范围内的担忧和关注。
本文将对朊病毒进行名词解释,包括其起源、传播途径、症状和防治措施等。
通过深入剖析,希望读者可以更好地了解朊病毒并采取有效的防护措施。
首先,我们来看一下朊病毒的起源。
朊病毒是一种可以感染人类的新型病毒,首次于20XX年出现在某个亚洲国家。
起初,几起病例引起了医学界的关注,但由于症状与其他病毒相似,许多人并未给予足够的重视。
然而,随着时间的推移,朊病毒在当地和其他地区的传播逐渐扩大,引起了全球的警惕。
朊病毒的传播途径是重要的研究方向之一。
据科学家的初步研究,朊病毒主要通过密切接触和空气传播进行传播。
例如,与患者直接接触、呼吸患者的空气或接触被患者接触过的物体等方式都可能导致病毒传播。
此外,朊病毒还有可能存在其他传播途径,需要进一步的研究来明确。
朊病毒感染的症状常常与其他病毒感染相似,包括发热、头痛、咳嗽、喉咙痛和肌肉疼痛等。
有些患者还可能出现呼吸困难和严重肺炎的症状。
根据现有资料,朊病毒的潜伏期一般为3-14天,病毒感染程度和患者的自身免疫力水平等因素有关。
朊病毒的防治措施极为重要。
首先,个人和公共卫生措施非常关键。
保持良好的个人卫生习惯,例如勤洗手、戴口罩和避免接触患者等,可以降低感染的风险。
此外,加强公共场所的消毒工作也是防止病毒传播的重要手段。
其次,全球合作和信息共享对于控制朊病毒的传播至关重要。
各国政府和组织应加强协作,共同研究疫情控制的策略并共享科学知识。
最后,疫苗研发和临床治疗也是关键领域。
科学家们正在加紧研发疫苗并寻找有效的抗病毒药物,以提高治愈率和降低死亡率。
朊病毒的爆发引发了全球范围内的恐慌和不安,然而,我们应该保持冷静并以科学的态度应对。
面对未知的病毒,我们必须密切关注专家的建议,并采取适当的防护措施,以保护自己和他人的安全。
同时,政府和国际组织也应共同努力,加强合作,共同应对朊病毒的挑战。
阮病毒
三是强基础,加强对朊病毒发病机理、传染途径、灭活消 毒手段的研究。
朊病毒 - 朊病毒发现的意义
从理论上讲,“中心法则”认为DNA复制是“自我复制”,即 DNA~DNA,而朊病毒蛋白是PrP→PrP,是为“自他复制”。这 对遗传学理论有一定的补充作用。但也有矛盾,即”DNA→蛋白质” 不“蛋白质→蛋白质”之间的矛盾。 对这一问题的研究会丰富生物学有关领域的内容;对病理学、 分子生物学、分子病毒学、分子遗传学等学科的发展至关重要,对 探索生命起源不生命现象的本质有重要意义。 从实践上讲,其对人畜健康;为揭示不痴呆
有关的疾病(如老年性痴呆症、帕金森病)的生物学 机制、诊断不防治提供了信息,幵为今后的药物开发 和新的治疗斱法的研究奠定了基础
朊病毒 - 朊病毒研究两获殊荣
1976年美国国立卫生研究院的Gajdusek和Gibbs 不澳大利亚Zigas等人合作共同研究震颤性疾病,幵通过 一系列的实验证实震颤病不羊搔痒症、人早老性痴呆属于 同一病原感染,Gajdusek由此获得1976年诺 贝尔生理学和医学奖。 美国加州大学神经病学与家StanleyB· Prusiner 等提出,朊病毒是一种传染性蛋白质颗粒,丌含 有核酸,可自身复制,Prusiner凭借对朊病毒的 研究获得1997年诺贝尔生理学和医学奖。
阮病毒简介
张姜琳
学号
朊病毒 - 概述
朊病毒又称蛋白质侵染因子(又称 毒阮)。朊病毒是一类能侵染动物幵 在宿主细胞内复制的小分子无免疫性 疏水蛋白质。 朊是蛋白质的旧称,朊病毒意思 就是蛋白质病毒。 朊病毒是一类能引起哺乳动物和 人的中枢神经系统病变的传染性的病 变因子,Prusiner认为它是一种蛋白 质侵染颗粒。大量的集中对羊瘙痒的 病原因子的研究。
朊病毒
朊病毒简介朊病毒又称蛋白质侵染因子(又称毒阮)。
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。
朊是蛋白质的旧称,朊病毒意思就是蛋白质病毒,是唯一不用DNA,RNA作遗传物质的病毒。
朊病毒是一类能引起哺乳动物和人的中枢神经系统病变的传染性的病变因子,美国生物学家斯垣利·普鲁辛纳(Prusiner)认为它是一种蛋白质侵染颗粒。
病毒概述严格意义上讲,病毒为非生物。
它们无细胞结构且个体积微小,其构成很特别,仅由核酸和蛋白质构成。
核酸(DNA或RNA)在病毒的遗传上起着重要作用,而蛋白质外壳只对核酸起保护作用,本身并没有遗传性。
这是人们对病毒的基本认识。
然而,随着人们对一些疾病的深入研究,科学家们发现,还有一类物质与一般病毒不一样,它只有蛋白质而无核酸,但却既有感染性,又有遗传性,并且具有和一切已知传统病原体不同的异常特性。
它就是朊病毒。
病毒研究用朊病毒命名朊粒(prion)不大恰当,朊粒的生物性状与病毒差异很大,它的发现,提示在传统的传染病病原微生物及寄生虫之外,又增加了一种全新类型的病原因子,其生物学位置还未确定。
朊病毒就是蛋白质病毒,是只有蛋白质而没有核酸的病毒。
1997年诺贝尔医学或生理学奖的获得者美国生物学家斯垣利·普鲁辛纳(S. B. Prusiner)就是由于研究朊病毒作出卓越贡献而获此殊荣的。
朊病毒不仅与人类健康、家畜饲养关系密切,而且可为研究与痴呆有关的其他疾病提供重要信息。
就生物理论而言,朊病毒的复制并非以核酸为模板,而是以蛋白质为模板,这必将对探索生命的起源与生命现象的本质产生重大的影响。
病毒特性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)。
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。
朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变,最终不治而亡。
奇妙的微小生物——朊病毒
结果,它们的脑中 果然有像库鲁病一样 的斑块和海绵状孔洞。 结论已经很明显了: 有某种病原体在脑中 滋生导致了库鲁病, 并且可以传染给其他 人,甚至是其他灵长 类动物。
虽然库鲁病的原凶似乎找到了,但是它的传播途径依然是个迷。 如果它真的像其他病毒那样传染的话,为什么来此地考察的科学 家们无一感染这种疾病呢?
朊(ruǎn)病毒:又称朊粒、蛋白质侵染因子、 毒朊或感染性蛋白质,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。
朊是蛋白质的旧称,朊病毒意思就是蛋白质病毒,
朊病毒严格来说不是病毒,是一类不含核酸而仅由 蛋白质构成的可自我复制并具感染性的因子。它的 复制方式是(尚未明确)。
朊病毒是一类能引起哺乳动物和人的中枢神经系统 病变的传染性的病变因子,美国生物学家斯垣利·普 鲁库鲁病的传播很可 能与法雷人的食人习俗有关。但是,仍有两件事情解 释不通。第一,法雷人的食人习俗规定,只有妇女才 有权利吃掉死者的脑,为什么孩子们也会被传染?第 二,在西方传教士的不懈努力下,法雷人的食人习俗 在1950年代就已经彻底废除了,为什么库鲁病人仍不 断出现?
2019年春季和夏季,“僵尸鹿 病毒正在北美蔓延”的新闻不断 出现,引起了人们的关注。难道 僵尸这东西真有其事?这种“僵 尸鹿病毒”会不会传染给人类, 把我们也变成僵尸?面对这些疑 问,病毒倘若有知,怕是要哭晕 在厕所了,因为它们实在是比窦 娥还冤。
导致“僵尸鹿”的罪魁祸首是
一种“朊病毒”。名字中虽有 “病毒”二字,但它根本就不是 一种病毒,而是一类有点特别的 蛋白质。虽然不是病毒,但朊病 毒的可怕之处却丝毫不逊于病毒, 甚至有过之而无不及。著名的疯 牛病就是朊病毒引起的,而我们 的多种神经疾病,比如阿尔茨海 默病和帕金森病等,都与朊病毒 有着千丝万缕的联系。朊病毒从 何而来?又为什么会有如此巨大 的威力?这一切要从巴布亚新几 内亚丛林深处的食人族说起。
朊病毒
• •
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• 朊病毒发现的 意义
朊病毒的结构与增殖
• • 朊病毒的发现 朊病毒的简介
•
朊病毒引起的疾 病
朊病毒的形态 朊病毒的理化特 性 朊病毒的结构与 增殖
•PrPsc可胁迫PrPc转化为PrPsc ,实现自我 复制,并产生病理效应; •基因突变可导致细胞型PrPc中的α螺旋结构 不稳定,至一定量时产生自发性转化,β折 叠增加,最终变为PrPsc型并致病。
thank you
•为蛋白质的结构与功能研究提出新思路 •为药物开发和新的治疗方法奠定基础
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• 朊病毒发现的 意义
那么问题来了:关于阮病 毒研究已经很完善了吗? • • 朊病毒的发现 朊病毒的简介
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朊病毒引起的疾 病
朊病毒的形态 朊病毒的理化特 性 朊病毒的结构与 增殖
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革命尚未成功同志们仍需努力啊
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朊病毒引起的疾病
麋鹿慢性消瘦病
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朊病毒引起的疾病
人的朊病毒病
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库 鲁 病
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朊病毒的形态
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朊病毒大小只有30-50纳米,电镜下见不 到病毒粒子的结构;经负染后才能见到 朊毒体聚集而成的棒状体,其大小约为 10-250 x 100-200纳米。
朊病毒
格斯特曼综合症 (Gerstmannsyndrome,GSS)
致死性家族失眠症 (Fatal familial insomnia,FFI)
朊病毒结构与性质
• 病毒大小:只有30一50纳米,电镜下见不到病毒粒子的结 构;经负染后要见到聚集而成的棒状体,其大小约为10~ 250 x 100~200纳米。 • 惊人的抗性:对物理因素,如紫外线照射、电离辐射、超 声波以及80~100℃高温,均有相当的耐受能力。对化学 试剂与生化试剂,如甲醛、羟胺、核酸酶类等表现出强抗 性。 对蛋白酶K、尿素、苯酚、氯仿等不具抗性。
治疗方案
主要是对症治疗和支持治疗
刚果红、二甲基亚砜、氯丙嗪、分支多胺、磷 脂酶C、抗朊毒体抗体及寡肽
诊断:朊毒体病的确诊需依赖脑组织的病理检查, 因此生前诊断较为困难。 预后极差,已知病例无一例外均告死亜。
慕尼黑大学发布消息,从被感染 Scrapie病毒的实验鼠脑蛋白分子中 发现了一种物质,能明显延长被感染 的实验鼠的生命。这种物质制成的疫 苗,能有效地预防疯牛病,但能否用 于人类预防和治疗克雅氏病还需深入 研究
朊病毒病
牛脑海绵状病BSE
畜
行为反常,烦躁不安,步 态不稳,对声音和触摸敏 感
羊瘙痒病 Scrapie
极度瘙痒
水貂脑软化病
马鹿消瘦病
克鲁病(Kuru)
美国病毒学家及人类学家、 诺贝尔生理学或医学奖获 得者丹尼尔·卡尔顿·盖 杜塞克(Daniel Carleton Gajdusek)1976年分享该 年度的诺贝尔生理学或医 学奖
Fibril model 纤维模型
缺点: 无法解释线性增长与指数增长的区别 (猜想:纤维断裂,建立数学模型,与正常型浓度的关 系,与潜伏期的关系)
疯牛病病毒
朊蛋白性质
朊病毒对高温、酸碱以及常见消毒剂具有较强的抵抗力。在脑组织中的朊病毒经过138℃的高温作用,仍然 能够存活超过1h。在20%的福尔马林中也能够存活超过2年。对氢氧化钠、苯酚以及次氯酸钠均有较强的耐受性。 杀灭朊病毒的方法是采用焚烧 。
人完整朊病毒蛋白hPrP(23~230)三维结构示意图 正常结构的朊蛋白(PrPC)由宿主染色体PrnP编码,是 正常哺乳动物细胞的重要组成部分。它由254个氨基酸残基组成,分子量约为33~35kDa,依次包括氨基末端22个 氨基酸残基组成的信号肽序列;51~59位富含甘氨酸的氨基酸残基组成的八肽重复序列(Octarepeat),可以结 合金属离子;之后连接一段腺嘌呤富集区域和C末端的跨膜区。经核糖体合成之后,朊蛋白沿细胞分泌途径被转运 至高尔基体完成翻译后修饰过程,即去除羧基端的疏水序列(231~254),同时在Ser231处安装糖基磷脂酰肌醇 (Glycosylphosphatidylinositol, GPI)受体结合位点,形成二硫键以及Asn(181,197)位点糖基化。PrPC 在其构象形成过程中具有向PrpSc构象转变的倾向,但是N端的糖基可以有效阻止这一转变 。
疯牛病病毒
无免疫性疏水蛋白质
01 朊蛋白性质
03 病理变化 05 预防
目录
02 致病机制 04 流行病学特点 06 疯牛病简介
疯牛病病毒是一种朊病毒(prion,又称为朊毒体),它是一种没有核酸的感染性致病因子,它在细胞中以 两种形式存在,即细胞型和异常型。细胞型是正常细胞内所含有的,没有传染性。而异常型属于异构体,具有感 染性。会引起动物和人类发生致命性传染的传染性海绵状脑病。病毒最早在1936年被发现。由于发现朊病毒以及 对其新传染模式的研究,史坦利·布鲁希纳获得了1997年的诺贝尔生理学或医学奖。
《朊病毒及其检测》课件
科学家发现了克雅氏病与疯牛病(Mad Cow Disease)之间的关 联,认为这两种疾病可能由同一种病原体引起。
1997年
英国科学家成功分离出引起疯牛病的病原体,并将其命名为朊病毒 。
02
朊病毒的传播与影响
朊病毒的传播方式
直接接触传播
通过与感染朊病毒的生物体直接接触,如破损皮肤、黏膜等,导 致病毒进入体内。
生物发光法
利用生物发光技术检测细 胞内是否存在异常代谢产 物,从而判断是否存在朊 病毒。
免疫学检测方法
酶联免疫吸附试验(ELISA)
01
利用特异性抗体与朊病毒结合,通过酶标记技术检测抗原抗体
复合物,判断是否存在朊病毒。
免疫荧光技术
02
利用特异性抗体标记荧光物质,在荧光显微镜下观察细胞内是
否存在荧光标记,以此判断是否存在朊病毒。
朊病毒的控制与管理
疫情监测与报告
建立完善的疫情监测和报告体 系,及时发现并控制疫情。
隔离与治疗
对疑似病例进行隔离,对确诊 病例进行治疗,降低死亡率。
资源整合与调配
整合政府、企业、社会等多方 资源,共同应对朊病毒疫情。
国际合作与交流
加强国际合作与交流,共同研 究朊病毒防治技术,分享防控
经验。
05
朊病毒研究展望
免疫沉淀法
03
利用特异性抗体与朊病毒结合,通过离心沉淀和洗涤,将抗原
抗体复合物分离出来,以此判断是否存在朊病毒。
分子生物学检测方法
1 2
聚合酶链式反应(PCR)
通过扩增朊病毒基因片段,判断是否存在朊病毒 。
基因芯片技术
利用基因芯片检测可疑样品中是否存在朊病毒基 因片段。
3
《朊病毒及其检测》课件
朊病毒防治的伦理问题
保护隐私
在朊病毒的防治过程中,应尊重患者的隐私权和个人信息保密。
人道关怀
对于感染朊病毒的患者,应提供人道关怀和心理支持,减轻他们的痛苦和恐惧 。
05
朊病毒相关实验及案例分析
实验一:朊病毒的分离和纯化
总结词
朊病毒的分离和纯化是研究朊病毒的基础步骤,涉及到病毒的提取、离心、过滤和纯化等过程。
总结词
要点二
详细描述
体外感染实验是研究朊病毒致病机制的重要手段,可以模 拟病毒在体外环境中的感染过程。
首先,将纯化的朊病毒与敏感细胞进行共培养,观察病毒 对细胞的感染情况。通过荧光染色、免疫学检测等方法检 测病毒感染后细胞内病毒抗原的表达情况。此外,还可以 通过测定细胞病变、细胞死亡等情况来评估病毒感染的严 重程度。这些实验结果有助于深入了解朊病毒的致病机制 和传播途径,为预防和治疗朊病毒感染提供科学依据。
02
朊病毒的致病机理
朊病毒的感染机制
朊病毒通过与宿主细 胞表面的受体结合, 进入细胞内。
朊病毒的感染机制还 包括对细胞膜的破坏 和细胞骨架的改变等 。
在细胞内,朊病毒经 过一系列的生物化学 反应,最终导致细胞 死亡。
朊病毒对宿主细胞的影响
朊病毒可以导致宿主细胞的结 构和功能发生变化,如细胞膜 的通透性增加、细胞骨架的紊 乱等。
朊病毒的生物学特性
传播方式
致病机制
朊病毒可通过接触、消化道、血液等途径 传播,如食用感染朊病毒的动物器官或血 液等。
朊病毒进入宿主细胞后,会诱导正常朊蛋 白错误折叠,形成淀粉样沉淀,导致细胞 功能紊乱和死亡。
疾病类型
诊断与防治
朊病毒可引起多种致命性疾病,如疯牛病 、克-雅病等。
朊病毒
1、逆中心法则假说
Prion发现之前,我们认为所有的病原 体都是通过核酸进行复制的。 Protein hypothesis阐述,蛋白质结 构也可以不依赖核算进行复制,这一 假设完全颠覆了中心法则中遵循的核 酸是复制信息的中心。
Central dogma of molecular biology
PrPSc为自己编码,即PrPSc指导PrPSc的合成, 蛋白质本身作为遗传物质;与中心法则相比,蛋 白质可以逆翻译为mRNA,然后逆转录DNA。
• 病毒
病毒是一类个体极微小的生物,它没有细胞结构 ,其构成也很简单,一般只有蛋白质组成的外壳 和由核酸组成的核心。核酸(DNA或RNA)在病毒 的遗传上起着重要作用,而蛋白质外壳只对核酸 起保护作用,本身并没有遗传性。
• 类病毒
类病毒在结构上比病毒更简单,没有蛋白质外壳, 仅为一裸露的RNA分子。由于具感染作用,类似于 病毒,故称为类病毒。但不能像病毒那样感染细 胞,只有当植物细胞受到损伤,失去膜屏障,才 能在供体植株与受体植株间传染。
这种病一般有几十年的潜伏期,机体感染后不发热、 不产生炎症,一旦发病,病情发展极快,患者出现 精神失常、怕光、怕声音、怕触摸等中枢神经系统 症状,肌肉抽搐、变硬并出现痉挛,死亡率为 100%。 患上克雅氏症状的人临死的时候情形非常恐怖,往 往惊惶失常,口里说着胡话,脑海里出现着各种错 乱和可怕的图景,连身体也失去平衡。因为,已经 进入人脑细胞的这种蛋白在发病的时候变异扩张如 锯齿,在人的大脑中撑出无数个可怕的小洞,造成 人的异常痛苦、恐怖和精神错乱。更为严重的是, 现有医疗技术在患者生前无法确诊该病,只有在患 者死后用显微镜观察其脑组织切片才能找到死因。
疯牛病
疯牛病即牛海绵状脑病(医学上简称BSE),最早 1986年在英国发现,到目前为止,西欧(主要是英国) 已出现了18万多个病例。 1986年10月,英国东南部阿福德镇的一只奶牛 先是四蹄发软,口吐白沫,后来便浑身颤动,肌肉抽 搐而死。兽医说,这头牛患的是“疯牛病”,后来一 只猫也患上了同样症状的疾病。人们很快联想到这种 疯牛病可能会传染给人类。果然,10年后的1996年 英国一个叫史蒂芬的年轻人惨死于疯牛病引起的“克 雅氏症”。一场震撼世界的疯牛病危机爆发了。
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
《朊病毒分子生物学》课件
通过磁共振成像(MRI)等神经影像 学手段观察脑部病变,辅助早期诊断 。
蛋白质检测
利用蛋白质组学技术检测脑脊液或血 液中朊病毒相关蛋白,实现早期诊断 。
04
朊病毒的治疗与预防
现有的治疗手段
药物治疗
使用抗病毒药物和免疫调 节剂来抑制朊病毒复制和 减轻症状。
干细胞治疗
利用干细胞移植来替换受 损的细胞,促进组织修复 和再生。
相关疾病的防治提供新的思路。
推动病毒进化与生态学研究
02
朊病毒作为一种独特的病毒,其进化与生态学研究有助于深入
了解病毒的演化历程和生态平衡。
促进生物安全和生物防御研究
03
朊病毒作为一种潜在的生物安全威胁,其研究有助于提高生物
安全和生物防御能力。
朊病毒研究的挑战与机遇
挑战
朊病毒的研究涉及到复杂的分子机制和生物 学过程,需要克服多种技术难题和科学难题 。同时,由于朊病毒疾病的潜伏期长、症状 不典型,给诊断和治疗带来很大困难。
02
朊病毒的分子结构与功能
朊病毒的基因组结构
朊病毒基因组由小的异常折叠的蛋白 质组成,称为PrPsc,与正常的PrPc 蛋白质相似但结构不同。
PrPsc基因组可在哺乳动物细胞中复制 并聚集,导致神经元死亡和海绵状病 变。
朊病毒的蛋白质结构
朊病毒的蛋白质结构由多个重复的α-螺旋结构域组成,这些 结构域在空间上形成卷曲螺旋结构。
机遇
随着科学技术的不断进步和研究的深入,朊 病毒研究将迎来更多的机遇。例如,基于朊 病毒复制机制的药物筛选、基于朊病毒结构 的药物设计和疫苗开发等,将为防治朊病毒 相关疾病提供更多可能性。同时,随着对朊 病毒认识的深入,将促进相关领域的发展和
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生命科学学院11级生物工程 C01114013 宋强微生物学朊病毒综述一、朊病毒的发现早在300年前,人们已经注意到在绵羊和山羊身上患的“羊搔痒症”。
其症状表现为:丧失协调性、站立不稳、烦躁不安、奇痒难熬,直至瘫痪死亡。
20世纪60年代,英国生物学家阿尔卑斯用放射处理破坏DNA和RNA后,其组织仍具感染性,因而认为“羊搔痒症”的致病因子并非核酸,而可能是蛋白质。
由于这种推断不符合当时的一般认识,也缺乏有力的实验支持,因而没有得到认同,甚至被视为异端邪说。
1947年发现水貂脑软化病,其症状与“羊搔症症”相似。
以后又陆续发现了马鹿和鹿的慢性消瘦病(萎缩病)、猫的海绵状脑病。
最为震惊的当首推1996年春天“疯牛病”在英国以至于全世界引起的一场空前的恐慌,甚至引发了政治与经济的动荡,一时间人们“谈牛色变”。
1997年,诺贝尔生理医学奖授予了美国生物化学家斯坦利·普鲁辛纳(Stanley B.P Prusiner),因为他发现了一种新型的生物——朊病毒(Piron)。
“朊病毒”最早是由美国加州大学Prusiner等提出的,在此之前,它曾经有许多不同的名称,如非寻常病毒、慢病毒、传染性大脑样变等,多年来的大量实验研究表明,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,传染性极强,分子量在2.7万~3万的蛋白质颗粒,它是能在人和动物中引起可传染性脑病(TSE)的一个特殊的病因。
二、朊病毒的概念1982年stanly B1prusiner等提出蛋白质感染颗粒(pro teinaceous infectious particles,prion)假说,提出了朊病毒(prion)的概念,他给朊病毒所下的定义是:朊病毒是不被大多数修饰核酸的方法灭活的蛋白质传染性颗粒(proteinaceous infectious particle;缩写为prion,今的朊病毒假说是唯蛋白质说,认为朊病毒是一种蛋白质,不含核酸,分子量33kD~35kD,抗蛋白酶的PrPSc是其唯一(或主要)成分;它是宿主PrP基因编码的蛋白PrPC经翻译后修饰构象改变形成,在朊病毒病病理发生中起主导作用,其复制和分离物(或毒株)的不同特性都由其自身和宿主PrPC相互作用决定,而不依赖于任何核酸。
在病毒分类上,近年来已将其与卫星因子和类病毒一同纳入亚病毒因子(subviral agents),以与真病毒相区分。
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(FFI)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。
三、朊病毒的性质位于细胞膜表面的正常朊蛋白,即细胞型朊蛋白(PrPc)是与糖基磷脂酰基醇(GPI)相连的一种糖蛋白。
该蛋白的N段有2个糖基化位点,在细胞膜上大量存在。
鼠、人、牛的成熟PrPc结构具有一些共性:具有一个长而弯曲的氨基末端,3个A螺旋,第1个A螺旋的侧面是一个双链反向平行的B折叠;其中第2个B折叠和第3个A螺旋间有一个大的环状结构。
此环一般极度弯曲,但麋鹿及鹿的朊蛋白中该环却是径直的。
此结构可能与鹿和麋鹿的慢性消耗性疾病有关。
N段的末端存在2个保守区。
第1个区域由5个八肽重复区组成,该功能区在与铜离子结合的过程中起重要作用,属于朊病发病机制的一部分;第2个功能区位于第1功能区的下游,为高度疏水及相对保守的区域,起初被命名为跨膜区,但从生理学角度考虑还不清楚跨膜区的真正功能,有人建议命名为疏水核心区。
四、朊病毒的检测动物传递实验:动物传递实验是早期判断生物体是否感染朊病毒、测定感染滴度、研究朊病毒传染性的主要手段。
随着检测技术的进步,现在动物实验的许多功能已被更快捷、更准确的方法所代替,但作为生物学方法仍然是研究朊病毒不可缺少的重要环节。
目前,已知的朊病毒病大多已建立了动物感染模型,小鼠、大鼠和仓鼠是最常用的朊病毒实验动物。
免疫学方法:免疫学检测方法由于其灵敏度高,特异性强,方法众多,能适合不同检验要求的需要,目前已成为检测朊病毒的最主要方法。
组织印迹:组织印迹技术是将灵敏的蛋白检测技术和解剖学组织保存技术结合起来,用于检测组织中微量的PrPsc,其灵敏度较高,甚至可以超过一般的免疫印迹,已被广泛地用于朊病毒的研究。
斑点印迹:将组织标本置于冷的裂解缓冲液中匀浆,然后500 r/min离心5 min,去除不溶性残渣,上清液与含SDS样本缓冲液等量混合,吸取4L混合液,点样于干的NC膜上,空气中干燥,PK消化,3 mol/L硫氰酸胍处理,封闭后,进行免疫学检测。
斑点印迹法灵敏度较低,但操作简便,对仪器设备要求低,适合大批量标本的筛查,易于普及推广。
免疫印迹:免疫印迹技术简便、快速,对仪器设备要求低,而且不受组织自溶的影响,能在组织病理学结果阴性或含糊的情况下检出PrPres,具有早期确诊价值。
目前,已成为朊病毒研究中最常用的检测方法之一。
其基本步骤是:将待检组织标本匀浆、离心、蛋白酶K消化等一系列处理后,在12.5%SDS-聚丙烯酰胺凝胶上电泳,随后将蛋白质转印至NC膜或PVDF膜上,封闭,用特异性抗体进行免疫学检测。
免疫组化:利用特异性抗体直接显示组织切片上致病性PrP。
免疫组化可以检测甲醛固定、石蜡包埋的组织标本,应用面较广。
其基本步骤是:将甲醛固定或石蜡包埋的组织标本经一系列预处理后,依次与特异性抗体和酶标记第二抗体反应,最后加底物显色,显微镜下观察。
酶联免疫吸附实验(ELISA):目前报道的用于检测朊病毒的ELISA方法有两种:一种是间接法,即先将从各个标本中提取的PrPres分别包被于酶标板的孔中;另一种是双抗体夹心法,即先用特异性抗体包被酶标板,再加入标本提取物,37℃孵育。
此后两种方法都依次加入特异性1抗、酶标2抗,最后加底物显色,酶标仪读板。
方法具有灵敏、特异、简便、快速、可定量、自动化等特点,非常适合大批量标本的普查筛选工作。
电镜法:基本步骤是:将被检组织置于10% N-laruoylsarcosine溶液中匀浆,差速离心、PK消化,重悬于蒸馏水中,负染,电镜观察。
镜下可见两种瘙痒病特有的大分子纤维。
电镜检查SAF灵敏度较低,不如免疫印迹方法。
毛细管SDS-凝胶电泳:该法主要是通过理化方法——差速、超速离心、sodium Nlauroylsarcosine、PK处理,提纯PrPsc,然后在Beckman P/ACE 5 500上进行毛细管SDS-凝胶电泳。
根据各组分通过检测器时,在214 nm波长处产生吸收峰的时间和峰形,鉴别出瘙痒病病原因子——PrPsc。
该法标本用量少,无需免疫学试剂,判断直观;缺点是需用超速离心机、专用毛细管电泳仪。
荧光标记肽链的毛细管电泳免疫测定法:该法是根据免疫竞争原理测定,采用无区带毛细管电泳技术结合免疫荧光技术,检测标本中微量的PrPsc。
双色强荧光目标扫描法:该法是运用共聚焦双色荧光相关分光镜技术检测极其微量的朊病毒。
五、朊病毒的致病机理PrPc有超氧化物歧化酶(SOD)的活性,对细胞抵抗氧化逆境有直接作用;并且PrPc变成PrPsc后,其结合铜离子的正常生理功能丧失,致使铜离子游离,对细胞产生毒性作用。
PrPsc具有潜在的神经毒性,其中PrP106-126称为神经肽,单独这一段小肽也能使在体外培养的神经细胞发生凋亡。
而大量PrPsc在CNS尤其是在脑内的积累可抑制Cu2+与SOD或其它酶的结合,从而使神经细胞的抗氧化作用下降,PrPsc还可抑制星形细胞摄入能诱导其增殖的Glu。
此外,细胞内的PrPsc可能还抑制tau调节的微管蛋白的聚合,导致L-型钙通道发生改变,进而使细胞骨架失去稳定性,最终都可使神经细胞发生凋亡并形成空泡状结构,进而使各种信号传导发生紊乱。
外在表现为自主运动失调、恐惧、生物钟紊乱等症状。
朊病毒致病作用分为3个阶段:第1阶段是PrPsc的形成和蓄积。
PrPsc的形成是通过突变,由PrPc构型转化和外源性PrPsc的摄入3条途径,由于其抗蛋白酶的特性而在细胞表面蓄积。
第2阶段的标志是CtmPrP的形成,可能是由新生的PrP或是突变生成,机制尚不清楚。
第3阶段是CtmPrP透过细胞内质膜间隙,侵害神经系统。
有试验结果表明,CtmPrP透过细胞内质膜间隙后,还可能参与细胞凋亡。
PrPc具有免疫调节、信号转导、铜离子结合、突触传递及诱导或阻止细胞凋亡的作用;PrPc在造血干细胞中可以表达,具有促进哺乳动物的神经发育和成熟过程中神经前体细胞增殖的作用,但若出生后缺失PrPc,并不会导致神经退行性病变的发生。
研究表明,缺失朊蛋白基因的动物大脑和外周组织器官对痒病具有很强的抵抗力,因此可以说PrPc是朊病毒导致机体神经损伤的关键。
外周组织接触病原PrPsc后,不论是经口感染或者是外周感染都是朊病侵袭的一个动态过程。
感染之初及外周朊病毒开始复制后,PrPsc即可从宿主的外周迁徙到中枢神经系统,最后,导致被感染的宿主细胞神经元变性,星形胶质细胞增生。
六、关于TSE(传染性海绵状脑病)病原因子的几个假说非寻常病毒说:认为TSE病原因子是一种具有异常特性的病毒,其复制和致病作用需要有PrP存在,因为PrP形成该病毒的部分或全部受体;其对理化因素和核酸酶的抵抗力虽强,但处理后丧失大部分感染性;残余活性可能是易于聚集的膜相关性因子(粘着成分)产生的,这些与宿主细胞成分密切相关的高度聚集的病毒颗粒可能会呈现出与单个病毒颗粒截然不同的稳定性。
拟病毒假说:拟病毒假说即核蛋白论,认为TSEs病原因子是拟病毒,由蛋白质和核酸组成。
核酸由宿主酶催化复制,不编码病原因子的蛋白质,但其必需成分与宿主成分紧密结合,并受其保护。
病原因子蛋白质由宿主基因组编码,并形成核酸的外被,但至今未能证实TSEs病原因子有特异性核酸。
联合学说:Weissmann认为感染因子是完全朊病毒,它由2种成分组成:一种是分离朊病毒(apoprion),即PrPsc,由宿主基因组复制,本身就可致病;另一种是协同朊病毒(coprion),即核酸,它决定毒株的株特异性。
这种核酸可能连结于PrPsc上,也存在于正常宿主细胞中。
PrPsc单独侵入细胞后,可激活某种细胞核酸,使其呈现协同朊病毒的作用。
协同朊病毒借助细胞正常的聚合酶复制,这一过程由PrPsc激发,且可能依赖于PrPsc的存在。
参考文献:《基因敲除鼠模型在朊病毒病研究中的应用初探》王进《抗朊病毒药物筛选模型的研究进展》宋有涛《朊病毒病》高翼之《朊病毒蛋白的研究进展》尹文《朊病毒的基因及其蛋白质结构生物学的研究》韩生成《朊病毒的检测方法》杨正《朊病毒和朊病毒病研究进展》李学涛《朊病毒检测方法综述》鲁云《朊病毒研究的现状》张子民《朊病毒致病机理的研究进展》苏晓鸥《朊病毒致病机理研究进展》杨建民。