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自从2005年,建立首个2a型JFH-1的丙型肝炎病毒(Hepatitis CVirus,HCV)体外感染体系以来,寻找和研究参与病毒复制的宿主蛋白的工作如火如荼。与其他病毒一样,仅仅依靠HCV病毒自身的蛋白质是无法完成其复制过程的,必须依赖于部分宿主蛋白质的参与。病毒复制的过程,也同时伴随着对宿主细胞蛋白的调控过程。病毒感染细胞后,会上调部分宿主细胞蛋白质的表达,其中某些蛋白质是病毒复制所需要的,这些蛋白质有可能参与病毒复制复合体的构成;也有可能是一种功能性蛋白,它提供病毒复制一种适合的环境,但是并不是复制复合体中的组分。另外一些蛋白质会在病毒感染过程中被下调,其中一些被下调的蛋白可能与病毒免疫逃逸相关。基于上述考虑,我们用基因芯片的手段,分析比较了HCV感染和未感染宿主细胞间转录组之间的差异。再根据现在已有的关于HCV复制过程的研究成果,分析哪些被上调表达的蛋白质可能参与到HCV的复制过程当中。由于HCV的复制过程需要膜结构的改变和重构,所以选择了PLA2G4C这个以膜磷脂分子为底物的酶作为研究对象。
第一章综述部分对本研究的基础知识和相关领域的研究进展做了简要的介绍。第一节首先回顾了HCV病毒的发现和分类;然后介绍了HCV基因组的基本结构及其各个编码蛋白质分子的结构和功能;最后简要介绍了HCV在细胞内的生活周期。第二节选择介绍了现在已经发现的几个参与HCV病毒复制的宿主蛋白、细胞因子或信号途径。第三节重点介绍PLA2磷脂酶的发现和分类;PLA2磷脂酶的结构、活性和修饰位点以及生物学功能。第四节对本研究的意义做了简要阐述。
第二章主要研究了HCV上调PLA2G4C的表达及PLA2G4C对HCV病毒复制的影响;分别就PLA2G4C对病毒整体的复制周期和分步的侵入、翻译和复制环节的影响进行了研究。我们发现PLA2G4C对病毒的侵入、翻译环节没有影响,但是会影响到病毒的复制过程。
第三章对PLA2G4C参与病毒复制的具体机理进行了深入研究。实验阐明PLA2G4C是通过改变膜结构而不是通过花生四烯酸(AA)炎症信号通路影响到HCV病毒复制,进一步的实验表明HCV膜网结构的形成需要PLA2G4C。发现PLA2G4C与NS4B的细胞内呈共定位分布,并且证实PLA2G4C蛋白与NS4B蛋白存在直接的相互作用。
根据上述一系列实验结果,提出以下模型:HCV感染上调PLA2G4C的表达,PLA2G4C通过顺序水解膜磷脂分子sn-2和sn-1位的自由脂肪酸分子来改变周围的膜结构,有利于膜的弯曲和融合,NS4B在PLA2G4C的协助下,将周围的膜结构改造成特殊的膜网结构,这个结构是HCV复制复合体形成的空间。同时,PLA2G4C还可以将NS4B转位到病毒包装的位点脂滴周围。因此,我们不排除PLA2G4C参与HCV病毒包装和释放的可能。PLA2G4C在HCV病毒复制过程中可能扮演多重角色,我们将进一步对其进行深入研究。