我學者證實馬傳貧病毒可引起線粒體反應導致細胞凋亡

　　近日，我所獸醫生物技術國家重點實驗室王曉鈞團隊首次證明了不同毒力的馬慢病毒，即馬傳染性貧血病毒（馬傳貧病毒，EIAV），感染細胞后通過引起線粒體不同反應從而產生炎癥或細胞凋亡，該發現為解釋慢病毒致弱和慢病毒活疫苗安全性提供了重要依據。該研究成果以“Attenuation of Equine Lentivirus Alters Mitochondrial Protein Expression Profile from Inflammation to Apoptosis”為題發表于《病毒學雜志（Journal of Virology）》。

　　EIAV與艾滋病毒相似，在體內的主要靶細胞是免疫細胞，并且可在馬體內長期潛伏感染，給養馬業造成了巨大的經濟損失。由哈獸研研制的EIAV 弱毒疫苗，是首例經大規模應用證實安全、有效的慢病毒疫苗。闡明該疫苗的作用機理，將為其他慢病毒疫苗的研究提供借鑒。前期研究表明，EIAV強毒株（EIAVDLV34）感染可造成宿主的“炎癥風暴”，并引起致病性損傷，而弱毒疫苗株（EIAVDLV121）感染的宿主細胞可發生高水平的細胞凋亡，進而被清除。該現象與EIAV弱毒疫苗的免疫保護作用機理密切相關，但關于EIAV強弱毒感染引起不同細胞反應的具體機制未知。

　　王曉鈞團隊利用比較蛋白質組的方法剖析具體機制，發現EIAV強弱毒感染其靶細胞-巨噬細胞后，總計有447個細胞蛋白發生差異表達，其中包括73個線粒體相關蛋白，是所有細胞器中發生蛋白質差異表達最多的。已知線粒體可通過改變代謝模式而影響巨噬細胞的極化改變（促炎或抑炎），以及降低膜通透性引起細胞凋亡。因此，該團隊集中研究了這73個線粒體相關蛋白及其功能。首先，通過生物信息學分析發現，這73個蛋白質的生物學功能主要集中在三羧酸循環，氧化還原，ATP合成，NADH脫氫以及氧化磷酸化等。其次，進一步的功能驗證實驗表明，在線粒體相關蛋白表達水平發生改變后：1.EIAV弱毒感染細胞的NADH脫氫，氧化磷酸化和ATP生成都受到了抑制，同時，由于低效的氧化磷酸化和抗氧化系統的破壞，導致活性氧的生成過量；2. EIAV弱毒感染細胞的線粒體膜電位下降，通透性增加，線粒體內膜中的細胞凋亡因子釋放到細胞質中，激活了“內源性”細胞凋亡；3. EIAV強毒感染細胞以糖酵解代謝模式為主，細胞轉化為M1促炎型，分泌促炎因子，引起炎癥反應，EIAV弱毒感染細胞以三羧酸循環為主，并且糖酵解被抑制，細胞轉化為M2抑炎型，分泌抑炎因子，抑制炎癥的發生；4.EIAV強毒感染細胞的線粒體分裂加劇，EIAV弱毒感染細胞的線粒體融合增多。

　　該研究首次發現了EIAV強毒是通過改變感染細胞的代謝模式，使其轉變為促炎型細胞，進而引發炎癥反應的，而EIAV弱毒是通過改變感染細胞線粒體的膜通透性，造成高水平的細胞凋亡，進而使其被清除的（圖1）。該發現為在亞細胞水平揭示EIAV弱毒疫苗的作用機理奠定了基礎，并為其他慢病毒疫苗的研發提供了參考。

圖1. EIAV強弱毒通過影響線粒體造成感染細胞不同反應的模式圖

　　該研究得到國家自然基金委面上項目（31572537和31772720）和中美合作項目（81561128010）的資助。