王春苗 張艷陽

（1.河北北方學院醫(yī)學檢驗學院寄生蟲教研室，河北 張家口075000；2.江蘇省徐州市銅山區(qū)張集中心醫(yī)院，江蘇 徐州221000）

桿狀病毒是一類節(jié)肢動物病毒，具有高度的宿主特異性，主要寄生于鱗翅目，膜翅目和雙翅目昆蟲，其基因組為一個環(huán)狀的雙鏈DNA分子，大小約80～180 kb.桿狀病毒包括兩個屬：核型多角體病毒屬（NPV）和顆粒體病毒屬 （GV）.桿狀病毒在復制時產(chǎn)生兩種形態(tài)和功能都有差異的病毒粒子，即有兩種表現(xiàn)型：芽殖型病毒體 （budded vir us，BV）和包含體來源型病毒體 （occl usion，ODV）.病毒感染宿主細胞早期，主要產(chǎn)生病毒粒子BV，到了感染的晚期，則BV減少，逐漸過渡到只產(chǎn)生ODV［1］.桿狀病毒復制周期中產(chǎn)生的兩種病毒粒子BV和ODV，都必須通過其表面的膜蛋白與宿主細胞表面蛋白或相關(guān)受體發(fā)生相互作用才能吸附并侵入細胞.ODV上的特異性蛋白介導著ODV結(jié)合到昆蟲的中腸上皮細胞，成功結(jié)合到中腸細胞以后，ODV病毒通過病毒囊膜與細胞表面膜融合的方式進入細胞，而BV進入細胞主要是由受體介導的細胞內(nèi)吞作用.如病毒粒子的ODV－E25和ODV－E66，這兩個蛋白的N末端具有一段疏水序列，從而在病毒入核和定位運輸方面起了一定的作用，而且ODV－E25和ODV－E66也參與了ODV核衣殼包被到囊膜的過程［2］.

桿狀病毒與其昆蟲宿主在長期進化過程形成了相互適應(yīng)關(guān)系，它們之間的相互作用是多方面，多層次的［3］，本文對桿狀病毒與宿主相互作用的一些研究作了簡要的闡述.

1 桿狀病毒對宿主的影響

1.1 對宿主基因的調(diào)控

桿狀病毒的基因表達具有時序性，分為極早期，早期，晚期以及極晚期，感染宿主以后，早期基因迅速表達，目的之一就是抑制宿主基因的轉(zhuǎn)錄，從而利于自身基因的復制轉(zhuǎn)錄［4］.

1.2 抑制宿主細胞凋亡

昆蟲細胞為了防御桿狀病毒的侵染，采取細胞凋亡機制，但是桿狀病毒為了使其獲得最佳的生長優(yōu)勢，會改變宿主基因的表達水平，抑制宿主細胞凋亡，以利于其生存與繁殖.桿狀病毒基因組編碼抗細胞凋亡蛋白來打破宿主的這種防御體系，而且桿狀病毒某些抗凋亡可能是在病毒與宿主的長期進化適應(yīng)的過程中從昆蟲宿主細胞中獲得的［5］.苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒 （Ac MNPV）中的p 35基因，棉鈴蟲核型多角體病毒 （HaSNPV）基因組中的iap基因家族，以及蓮紋夜蛾核形多角體病毒 （Spli MNPV）的p49基因等都是抗凋亡基因［6］.不同的桿狀病毒，不同的抗凋亡基因，具有不同的機制，如阻斷RNA合成，非正常的DNA復制周期，還有促進細胞凋亡的病毒基因等［7］.目前對于這些抗凋亡基因的研究進展報道很多［8－11］，這大大加深了對病毒與宿主細胞相互作用的分子機制的認識.近年來的研究表明，細胞凋亡還是限制桿狀病毒宿主范圍的因素之一［12－13］.

1.3 阻止宿主的周期進程

桿狀病毒還能阻止宿主的周期進程，ie2是Ac MNPV的一個極早期基因，它能阻止草地貪夜蛾（Spodoptr a f r ugiper da）和粉蚊夜蛾 （Trichopl usia ni）細胞系的細胞周期，因為桿狀病毒IE2存在指環(huán)結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)對于阻止細胞周期于S期至關(guān)重要［14］.

1.4 誘導宿主細胞的遷移

桿狀病毒成纖維細胞生長因子 （fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）即VFGF表達產(chǎn)物能夠促進細胞的運動［15］.據(jù)推測，v FGF能夠促進宿主細胞向感染部位遷移，促進宿主的死亡［16－17］.

1.5 影響宿主的發(fā)育

桿狀病毒通過調(diào)節(jié)宿主的激素水平，從而對于宿主的發(fā)育產(chǎn)生一定的影響.桿狀病毒基因組中存在一個egt基因，它編碼蛻皮甾醇尿昔二磷酸葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶 （EGT）.桿狀病毒感染昆蟲后產(chǎn)生的EGT酶能催化昆蟲體內(nèi)尿苷二磷酸葡萄糖 （UDP－gl ucosyl）中的葡萄糖基轉(zhuǎn)移到蛻皮激素上，使蛻皮激素失活.從而阻礙寄主昆蟲的蛻皮和化蛹，延長幼蟲的取食時間，以利于病毒自身的大量繁殖.

1.6 導致宿主昆蟲液化

昆蟲被桿狀病毒感染后會發(fā)生液化現(xiàn)象，這有利于病毒向周圍環(huán)境擴散.目前在桿狀病毒苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒NPV和GV中，發(fā)現(xiàn)與昆蟲宿主液化相關(guān)的基因有組織蛋白酶基因V-cath基因和幾丁質(zhì)酶基因.家蠶核型多角體病毒 （BmNPV）的FP25K基因表達產(chǎn)物通過影響組織蛋白酶的釋放與分泌而參與蟲體液化［18］.

2 宿主對病毒的影響

桿狀病毒影響宿主的同時，宿主也會對桿狀病毒產(chǎn)生一定的影響，主要包括以下幾個方面：

2.1 對病毒早期基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控

宿主RNA聚合酶Ⅱ是桿狀病毒早期基因表達的關(guān)鍵成分.病毒感染宿主細胞以后，核衣殼通過細胞質(zhì)，進入細胞核，釋放出病毒DNA后，開始了極早期基因的轉(zhuǎn)錄表達，隨即進入了早期基因的表達，極早期和早期基因表達主要依賴于宿主編碼的RNA聚合酶Ⅱ.感染約6 h后，病毒的晚期基因開始轉(zhuǎn)錄，這是以病毒DNA的復制為標志的，晚期表達則依靠自身編碼的RNA聚合酶.由于桿狀病毒的早期基因轉(zhuǎn)錄由宿主RNA聚合酶Ⅱ所介導，所以病毒早期啟動子必須能夠被宿主因子，尤其是RNA聚合酶Ⅱ所識別.例如gp 64基因早期啟動子的轉(zhuǎn)錄就是受宿主轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)，而不需要病毒基因產(chǎn)物.桿狀病毒極早期和早期基因的表達主要依賴于宿主的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)和轉(zhuǎn)錄因子，這是桿狀病毒與宿主在分子水平上的相互作用.

2.2 宿主肌動蛋白對病毒復制侵染等過程的影響

宿主肌動蛋白在病毒的復制過程中發(fā)揮重要功能［19］，同時參與病原物的胞內(nèi)與胞間運輸［20］.宿主F－肌動蛋白與病毒蛋白發(fā)生相互作用，參與BV與ODV核衣殼的組裝［21］，微管蛋白與Ac MNPV EXON0（AC141）的相互作用促進BV向胞外運輸［22］.宿主肌動蛋白在桿狀病毒的侵染過程中也起著重要作用.因為病毒感染細胞的諸多過程都與細胞的微絲骨架有密切關(guān)系［23］，而肌動蛋白正是組成細胞微絲骨架的重要成分.有研究發(fā)現(xiàn)桿狀病毒感染宿主細胞會導致核內(nèi)肌動蛋白的積累，還有研究表明Ac MNPV感染Sf 21細胞以后，會引起宿主細胞內(nèi)肌動蛋白有序的變化，從內(nèi)吞體中釋放出的核衣殼及其相關(guān)蛋白會引起宿主細胞形成肌動蛋白纜索［24］.另外，棉鈴蟲核多角體病毒 （Hear NPV）的核衣殼可以誘導肌動蛋白單體的體外聚合.進一步的實驗揭示Hear NPV ORF2編碼的蛋白即HA2蛋白在體外可以誘導Ar p2／3復合物依賴的肌動蛋白聚合，同時證實HA2可以使宿主細胞內(nèi)的肌動蛋白發(fā)生重排［25］.

2.3 對病毒基因組的影響

宿主基因組轉(zhuǎn)座子有時也會插入到病毒基因組中，引起病毒表型發(fā)生變化.如昆蟲桿狀病毒多角體形態(tài)異常的突變等，都有可能是宿主基因轉(zhuǎn)座而產(chǎn)生的［26］.宿主DNA插入桿狀病毒基因組中，為病毒提供了一個獲得宿主基因的機會，這也為昆蟲基因在個體和物種之間水平傳播提供了途徑.

2.4 宿主域的變化

桿狀病毒宿主域的變化也反映出病毒與宿主細胞之間的相互作用.有相關(guān)報道發(fā)現(xiàn)當Ac MNPV與其它桿狀病毒進行混合感染后，可以使Ac MNPV產(chǎn)生變異株，這個變異株的宿主域明顯擴大，原因是病毒編碼的解旋酶的某些氨基酸序列發(fā)生了改變［27］.目前雖然解旋酶影響病毒擴大宿主域的機制還不清楚，但是推測可能與宿主蛋白發(fā)生了一定的作用.

3 總 結(jié)

桿狀病毒是一個重要的病毒類群，具有多方面的應(yīng)用價值.研究桿狀病毒與宿主細胞之間的相互作用是認識桿狀病毒的復制以及致病機理的重要環(huán)節(jié)，但目前細節(jié)方面報道的還很少，宿主蛋白參與桿狀病毒感染過程的研究報道也較少，對于桿狀病毒與宿主細胞之間的相互作用的機制的了解還未見深入.為了使桿狀病毒能夠有效的運用到實際，深入研究桿狀病毒與宿主細胞之間的相互作用是非常有意義的.在今后的研究中，我們期待在此方面有新的突破.

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