卡波式肉瘤相關皰疹病毒感染相關的模式識別受體

鄭海青，汪晶波，劉丹，趙華鋒，佟剛強

(當陽市中醫(yī)院檢驗科，湖北 當陽 444100)

卡波式肉瘤相關皰疹病毒感染相關的模式識別受體

鄭海青，汪晶波，劉丹，趙華鋒，佟剛強

(當陽市中醫(yī)院檢驗科，湖北 當陽 444100)

卡波式肉瘤相關皰疹病毒(KSHV)與人類卡波式肉瘤、原發(fā)性滲出性淋巴瘤及多中心Castleman′s病有關。KSHV的主要靶細胞(B細胞和上皮細胞)表達大量的模式識別受體，可識別病原相關分子模式，并激活宿主的固有免疫反應，誘導干擾素、促炎癥細胞因子等一系列抗病毒因子的產(chǎn)生，對抗病毒固有免疫的建立發(fā)揮著至關重要的作用。

卡波式肉瘤相關皰疹病毒；固有免疫；模式識別受體

卡波式肉瘤相關皰疹病毒(Kaposi′s sarcoma-associated herpesvirus，KSHV)又被稱作人皰疹病毒8型(Human herpesvirus 8，HHV-8)，屬于γ-皰疹病毒，是7種可導致人惡性腫瘤的病毒之一[1]?？úㄊ饺饬鍪俏粗斡滩』颊咭谆汲Ｒ姷哪[瘤，此外其還與兩種少見的淋巴增殖疾病相關，即原發(fā)性滲出性淋巴瘤(Primary effusion lymphoma，PEL)與多中心Castleman′s病(Multicentric Castleman′s disease，MCD)[2]。與其他皰疹病毒一樣，KSHV可導致宿主終生感染[3]，而機體的固有免疫系統(tǒng)在抵抗KSHV感染中發(fā)揮著重要作用。固有免疫是機體抵御病原菌入侵的第一道防線，包括NK細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、Ⅰ型干擾素(Interferon，IFNs)及促炎癥細胞因子等在內的組分都發(fā)揮著重要作用。病毒感染宿主細胞后，宿主細胞可通過由Germline基因編碼的模式識別受體(Pattern recognition receptors，PRRs)識別病原相關分子模式(Pathogen-associated molecular patterns，PAMPs)，從而激活宿主的固有免疫反應，誘導干擾素、促炎癥細胞因子等一系列抗病毒因子的產(chǎn)生[4]。PRRs主要包括Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)、RIG-I樣受體(RIG-I-like receptors，RLRs)、Nod樣受體(Nod-like receptors，NLRs)、AIM2樣受體(AIM2-like receptors，ALRs)及C型凝集素受體(c-type lectin receptors，CLRs)。其中，TLRs和RLRs可活化潛在的轉錄因子，如NF-κB和干擾素調節(jié)因子家族(Interferon regulatory factors，IRFs)成員，這些轉錄因子又可反過來調控多種靶基因的活化[5]。TLRs家族成員均為跨膜蛋白，只能識別細胞外或內體中的病毒RNA，對于細胞質中的病毒RNA，TLR則無法做出反應；而RLRs能夠識別細胞質中的病毒RNA，誘導干擾素和促炎癥細胞因子的產(chǎn)生，對抗病毒固有免疫的建立發(fā)揮著至關重要的作用。此外，PRRs除了可調控細胞因子的釋放外，還可誘導MHC-II、CD40、CD80、CD86等可激活適應性免疫反應的核心成分的高表達[6]。

1 KSHV的生命周期

KSHV感染宿主細胞后以兩種狀態(tài)存在于靶細胞內，包括潛伏感染狀態(tài)及可溶性周期復制狀態(tài)(Lytic cycle replication)。在潛伏感染過程中，病毒基因組以共價環(huán)狀形式持續(xù)游離于宿主細胞染色體之外，活躍轉錄大多局限于被稱為潛伏期位點(Latency locus)的一個大小為10 kb的基因組區(qū)域內[7]。核心潛伏基因包括潛伏相關核抗原(Latency-associated nuclear antigen，LANA)、細胞周期蛋白vCyclin、病毒FDAA樣白細胞介素-1β轉化酶抑制蛋白[Viral FADD-like IL-1 β-converting enzyme(FLICE)-inhibitory protein，vFLIP]及Kaposin-A/-B/-C/12miRNA前體[8]。除了這些核心潛伏基因外，PEL和MCD組織還可表達另一個潛伏基因vIRF-3，即LANA-2[9]。最近，Chandriani等[10]對感染KSHV細胞的mRNA進行分析時發(fā)現(xiàn)，K1在多種潛伏感染的細胞中低表達，此外還可檢測到潛伏vIL-6的轉錄。在某些刺激因素，如Th1類細胞因子的作用下，在機體免疫缺陷或失調的情況下，潛伏病毒被激活，共價閉合環(huán)狀DNA演變?yōu)榫€性DNA，進入可溶性周期復制狀態(tài)。復制和轉錄激活物RTA(Replication and transcription activator，RTA)是病毒重新激活的關鍵轉錄因子，由KSHV ORF50基因編碼，可高效激活KSHV，使KSHV從潛伏狀態(tài)進入復制狀態(tài)，RTA本身又可激活ORF50基因啟動子，使其表達更多的RAT。ORF50在KSHV從潛伏狀態(tài)進入復制狀態(tài)的過程中發(fā)揮著“分子開關”的作用，繼此，KSHV基因組中一系列原本處于沉默狀態(tài)的致瘤基因開始編碼產(chǎn)生多種致瘤因子[11]。

2 與KSHV感染相關的模式識別受體

機體的固有免疫系統(tǒng)在抵御病毒感染方面發(fā)揮著重要作用，其對皰疹病毒的識別需要多種PAMPs及PRRs的參與[12]。KSHV的主要靶細胞是B細胞及內皮細胞[13]，此外單核細胞[14]與樹突狀細胞[15]也容易受到感染，KSHV也可與多種PRRs結合，其中，主要包括Toll樣受體、RIG-I及NLRP1。

2.1 Toll樣受體

2.1.1 TLR3 大量研究表明，TLR3主要表達在樹突狀細胞、腸上皮細胞中，可通過識別病毒復制周期的中間產(chǎn)物，如dsDNA，刺激機體產(chǎn)生含有TIR結構域的接頭蛋白(TIR domain-containing adaptor-inducing INF，TRIF)依賴的炎癥因子及1型IFNs[16]。Jacobs等[17]研究發(fā)現(xiàn)，KSHV在感染人單核細胞型淋巴瘤細胞THP1時可導致一系列細胞基因表達量瞬時上調，包括TLR3自身及TLR3依賴的基因，如趨化因子配體10(Chemokine ligand 10，CXCL10)與IFN-β。已有文獻證實，TLR3信號通路可受到KSHV感染的影響，如Tabeta等[18]研究發(fā)現(xiàn)，TLR3參與了小鼠中巨細胞病毒(Mouse cytomegalovirus，MCMV)的復制過程；Guo等[19]研究證實，TLR3的缺失與兒童單純皰疹病毒1型(Herpes simplex virus type-1，HSV-1)導致的腦炎密切相關，且完整的TLR3信號通路是調控HSV-1在小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)中復制的必要條件。但另有一些學者的研究結果卻并不支持這一觀點，如Gargano等[20]研究發(fā)現(xiàn)，鼠肝炎病毒-68(Mouse hepatitis virus-68，MHV-68)的潛伏感染狀態(tài)并不會受到TLR3缺失的影響；Lagos等[21]研究發(fā)現(xiàn)，KSHV感染并不會上調淋巴管內皮細胞(Lymphatic endothelial cells，LEC)中TLR3的表達量。因而，迄今為止，尚無確切數(shù)據(jù)證實TLR3是由KSHV PAMP直接激活的，TLR3在識別KSHV感染中發(fā)揮的作用仍有待于進一步的研究證實。

2.1.2 TLR4 TLR4主要表達在內皮細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞及心肌細胞中，其不僅可識別細菌脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)介導免疫反應，還在對抗病毒感染中扮演著保護性的角色。如Lagos等[21]研究發(fā)現(xiàn)，晶狀體上皮細胞(Lens epithelial cells，LECs)感染TLR4缺失的KSHV后，將導致LANA mRNA水平的升高及炎癥細胞因子(TNFα、IL-1β與IL6)及Ⅰ型IFN(IFN-β)的減少；人呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytial virus，RSV)F蛋白是一個公認的TLR4激活物，Tal等[22]研究發(fā)現(xiàn)，TLR4在人抵御RSV感染中發(fā)揮著重要作用。雖然目前還沒有確切數(shù)據(jù)證實KSHV是如何激發(fā)TLR4依賴的信號途徑的，但UV-滅活的KSHV仍能誘導TLR4信號的產(chǎn)生表明，糖蛋白如gB和K8.1可能在其中作為配體發(fā)揮關鍵性作用。眾所周知，用人工純化得到的可溶性K8.1處理成纖維細胞足以誘導IFNβ及ISGs的產(chǎn)生[23]。因此，TLR4可通過識別KSHV胞膜上的糖蛋白介導固有免疫以對抗KSHV感染。值得注意的是，Lagos等[21]研究發(fā)現(xiàn)，與其他個體相比，攜帶單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotidepolymorphism，SNP)TLR4的HSV-1感染患者患上MSD的幾率顯著高于平均水平。此外，vIRF-1和vGPCR TLR4能夠抑制TLR4的轉錄的結果，進一步強調了TLR4在調控KSHV中的重要作用[21]。

2.1.3 TLR9 Lee等[24]研究發(fā)現(xiàn)，TLR9主要表達于樹突狀細胞、B細胞及巨噬細胞中，其除了可引起干擾素調節(jié)因子7(Interferon regulatory factor7，IRF7)依賴的Ⅰ型IFN的活化(主要是IFN-α)外，還可用于病毒相關的核酸或復制中間產(chǎn)物的檢測。TLR9同其他的內體TLRs一樣，主要依賴于內吞或自噬作用來傳遞PAMPs，雖然TLR9介導了樹突狀細胞初次感染KSHV后Ⅰ型IFN-α的產(chǎn)生，但UV滅活處理后的KSHV卻不能夠引起這種效應，證實了KSHV的DNA才是TLR9活化的潛在激活物。雖然已有研究鑒定出了TLR9的多種配體，但Kawai等[25]研究證實，dsDNA的非甲基化CpG集序仍是最佳的TLR9激動劑。有趣的是，Chen等[25]研究證實，KSHV基因組有一個富含CpG的結構域，這表明病毒基因組本身不存在逃避TLR9刺激的選擇性壓力。與此相反的是，CpG含量與CpG集序的減少是其他γ-皰疹病毒基因組的顯著特征。此外，Guggemoos等[26]研究發(fā)現(xiàn)，TLR9是控制小鼠急性和潛伏感染期的MHV-68病毒載量的關鍵因素。

2.2 RIG-I 維甲酸誘導基因-I(Retinoic acid gene I，RIG-I)可識別胞質中RNA與DNA病毒的5′-三磷酸化RNA，但這個信號通路主要依賴TRIM25介導的泛素化來維持活力[27]。West等[28]研究發(fā)現(xiàn)，細胞感染KSHV后RIG-I刺激產(chǎn)生IFN-β，從而抑制病毒基因的表達。并且，RIG-I-/-細胞中KSHV和MHV-68處于復制狀態(tài)的細胞數(shù)量要高于比野生型細胞。Inn等[29]進一步證實，將從被KSHV感染且已進入復制階段的細胞中提取純化的RNA轉染細胞后，可激活RIG-I信號通路。雖然參與RIG-I活化的RNA PAMPs仍不明確，但Campbell等[30]研究發(fā)現(xiàn)，占KSHV聚腺苷酸化(Polyadenylated)RNA 80%的PAN RNA并不在RIG-I的活化中發(fā)揮作用。同樣，Kattenhorn等[31]研究證明：皰疹病毒的保守被膜蛋白ORF64的表達可導致TRIM25依賴的RIG-I的泛素化及IFN-β啟動子活化減少。ORF64同系物具有DUB酶活性，且?guī)в袚p傷的ORF64 DUB的MHV-68突變體對野生小鼠的毒力降低?？傊?，KSHV感染可激活RIG-I途徑，且ORF64的表達是對抗這個效應的關鍵程序。

2.3 NLRP1 NLRP1是目前唯一一個被證實的參與KSHV感染過程的核苷酸結合(Nucleotide binding)及寡聚化亮氨酸重復序列的家庭成員。它是胞漿蛋白中的一種，是能夠形成炎癥小體和介導炎癥瀑布激活的寡聚蛋白復合物[32]。炎癥小體激活的主要結果是IL-1β和IL-18的成熟和釋放，誘導突眼(Pytroptosis)。在受到多種刺激物如尿酸、胞壁酰二肽(Muramyl dipeptide，MDP)、鉀離子和炭疽毒素刺激后，NLRs啟動炎癥小體的活化途徑[33]。KSHV ORF63編碼的一個大被膜蛋白通過阻斷NLRP1的寡聚化及NLRP1與caspase-1前體的相互作用，幫助MDP依賴的炎癥小體形成。據(jù)預測，ORF63的一小部分區(qū)域與NLRP1有一定的相關性，雖然后來的計算機分析推測ORF63是一個U30區(qū)域，該區(qū)域的蛋白與NLRP1缺乏明顯的相似性。然而，敲除NLRP1將導致TPA誘導的BCBL-1細胞中的KSHV的復制增加，這一發(fā)現(xiàn)與IL-1β分泌的減少有關。因此，炎癥小體好像對遏制裂解基因的復制發(fā)揮重要作用[34]。與其他的與KSHV和PRRs有關的研究一樣，未來的研究需要去檢測KSHV感染是如何引發(fā)NLRP1依賴反應的。

3 展望

模式識別受體是整個固有免疫應答研究的樞紐，其將PRRs相應配體、信號轉導、基因調節(jié)及生物活性有機聯(lián)系起來。此外，固有免疫應答的啟動又參與了適應性免疫的激活與調控，大大加深了人們對精細而復雜免疫網(wǎng)絡的認識，而對KSHV發(fā)病機制的全面了解將為尋找診斷、預防和治療KSHV的新策略提供了重要的理論基礎。雖然許多PRRs參與固有免疫對KSHV的反應，但引起PRRs活化的病毒微粒成分或者KSHV相關產(chǎn)物尚未明確，因此對KSHV通過模式識別受體激活固有免疫的機制仍需進一步深入研究。

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Pattern recognition receptors of Kaposi's sarcoma-associated herpes virus.

ZHENG Hai-qing,WANG Jing-bo,LIU Dan,ZHAO Hua-feng,TONG Gang-qiang.Department of Clinical Laboratory,Dangyang Hospital of TCM,Dangyang 444100,Hubei,CHINA

Kaposi′s sarcoma-associated herpes virus(KSHV)is responsible for three human diseases:Kaposi′s sarcoma,primary effusion lymphoma and multicentric Castleman′s disease.The major target cells of KSHV(B cells and endothelial cells)could express a wide range of pattern recognition receptors(PRRs)to detect pathogen-associated molecular patterns(PMPs),and then activate innate immune response of the host to induce interferon and promote anti-viral cytokines.Therefore the pattern recognition receptors are crucial in the establishment of innate antiviral immunity.

Kaposi′s sarcoma-associated herpes virus;Innate immunity;Pattern recognition receptors

R730.263

A

1003—6350（2016）05—0788—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.05.035

2015-03-18)

鄭海青。E-mail：ycdyzhenghaiqing@sina.com