膜聯(lián)蛋白A2在病毒感染中的作用研究進展

李瓊毅, 趙克學(xué)， 梁浩勤， 馮若飛

(1. 西北民族大學(xué) 生物工程與技術(shù)國家民委重點實驗室， 蘭州 730030； 2. 西北民族大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院， 蘭州 730030； 3. 甘肅省動物細胞工程技術(shù)研究中心， 蘭州 730030)

膜聯(lián)蛋白家族是一類進化上高度保守的蛋白家族，在地球上已存在5億年之久[1]。其中12個成員(膜聯(lián)蛋白A1-11和膜聯(lián)蛋白A13)表達于人類細胞表面，在這些蛋白中，膜聯(lián)蛋白A2與人體細胞的生理生化功能和疾病發(fā)生關(guān)系最為密切，因此是研究最為廣泛的一種[2]。膜聯(lián)蛋白A2 (annexin A2，ANXA2)又稱為p36、鈣依結(jié)合蛋白I或嗜鉻粒結(jié)合蛋白VIII等，是一類由Ca2+調(diào)控的具有磷脂結(jié)合特性的膜聯(lián)蛋白[3]，表達于上皮細胞、單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、內(nèi)皮細胞和滋養(yǎng)層細胞等多種真核細胞表面[4]。生理狀態(tài)下，ANXA2主要以單體和異源四聚體兩種形式存在：單體主要存在于細胞質(zhì)中[5]，參與胞內(nèi)細胞器膜的組裝、溶解和修復(fù)[1]；異源四聚體主要存在于細胞膜表面，由兩分子的ANXA2與兩分子的p11(S100A10)形成，也稱為A2t[5]。ANXA2參與細胞多種生理生化過程，包括胞吞和胞吐作用[6]、早期細胞質(zhì)分裂[7]、囊泡運輸、胞膜的運動和有絲分裂[8]。p11主要參與轉(zhuǎn)運ANXA2等多種蛋白至細胞膜，其表達由ANXA2決定[4,9]。p11蛋白的功能發(fā)揮需要與ANXA2相結(jié)合；反之，p11對ANXA2功能的正常發(fā)揮也必不可少[9]。

病理情況下，胞質(zhì)單體ANXA2異常與多種疾病相關(guān)，如額顳葉癡呆[1]、肢帶2B型肌營養(yǎng)不良[10]和無菌磨損性關(guān)節(jié)炎等[11]。膜表面ANXA2則與多種惡性腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，是研究腫瘤發(fā)生機理和預(yù)后的熱門蛋白[1,3]。最近也有研究人員提出ANXA2可作為早期診斷肝細胞癌的標記分子[12]。本文對膜聯(lián)蛋白A2的功能及其在病毒感染中的作用綜述如下。

1 ANXA2在人乳頭瘤病毒(HPV)感染中的作用

HPV為雙鏈DNA病毒，主要經(jīng)性傳播途徑感染黏膜上皮細胞[13]，引起人類多種良性和惡性腫瘤[9]。在15種可引起人類癌癥的HPV高危亞型中，HPV16最為常見也是研究最廣泛的一種[14]。2011年，Krawczyk等在非洲綠猴腎細胞(COS-7)中經(jīng)免疫共沉淀(Co-IP)試驗中首次在HPV-16病毒粒子包裝中發(fā)現(xiàn)A2t，且病毒E5蛋白可以誘導(dǎo)胞質(zhì)中的ANXA2和p11重新定位于細胞核周圍[15]；隨后，Woodham等在人宮頸癌細胞(Hela)中發(fā)現(xiàn)A2t與HPV-16病毒粒子相互作用，當使用A2t抑制劑[16]或抗ANXA2抗體后，可限制抑制病毒感染，電子順磁共振技術(shù)顯示該作用由病毒小衣殼蛋白L2與p11結(jié)合介導(dǎo)，這一試驗結(jié)果提示A2t通過小衣殼蛋白L2參與HPV16的內(nèi)化和感染[17]，這一作用在HPV16感染朗格漢斯細胞(LC)中也得到證實，但Woodham也發(fā)現(xiàn)HPV16還可通過與A2t的相互作用抑制LC的成熟，提示A2t在病毒抑制宿主免疫方面也有作用[18]。Dziduszko等的試驗則進一步提示A2t異源四聚體在HPV16的感染中發(fā)揮不同的作用，ANXA2參與病毒的內(nèi)化，而p11在病毒的胞內(nèi)運輸中發(fā)揮作用[9]。在單純皰疹病毒(HSV)和HPV同時感染細胞時，HSV可通過下調(diào)分泌性白細胞蛋白酶抑制劑(SLPI)提高ANXA2的表達進而提升細胞對HPV16感染的敏感性[13]。

2 ANXA2在HIV-1感染中的作用

Ma等在研究SLPI對HIV-1感染的抑制機制時發(fā)現(xiàn)，人巨噬細胞表面的ANXA2可與SLPI結(jié)合，促進HIV感染巨噬細胞，當使用ANXA2特異性抗體時，可抑制HIV-1的感染，提示ANXA2可作為阻止病毒感染的新靶標[19]。隨后Ryzhova等在試驗中證實ANXA2可與HIV-Gag蛋白結(jié)合，且ANXA2-Gag的復(fù)合物僅在病毒復(fù)制的巨噬細胞中可檢測到；此外，當特異性siRNA瞬時敲低ANXA2表達時，子代病毒的釋放也明顯下降，這一結(jié)果提示ANXA2與病毒在巨噬細胞中裝配相關(guān)[20]。Harrist等則在293T細胞中證明ANXA2-Gag的相互作用在脂筏中進行并且促進病毒的增殖[21]。Tai等在體外試驗多種細胞系后提出ANXA2參與HIV-1的包裝作用是細胞系依賴的即ANXA2對HIV-1復(fù)制增殖的影響僅限于巨噬細胞系[22]。Woodham等的試驗中發(fā)現(xiàn)A2t異源四聚體的特異性抑制物對病毒增殖沒有影響而抗ANXA2抗體可以抑制病毒增殖，這一結(jié)果提示A2t異源四聚體對病毒的增殖沒有影響，但ANXA2可能與病毒的內(nèi)化相關(guān)[23]。

3 ANXA2在丙型肝炎病毒(HCV)感染中的作用

HCV屬于黃病毒科，是引起人類丙型肝炎的病原體，目前全球大約有1.7億人感染HCV，部分患者后期出現(xiàn)肝硬化和肝癌等并發(fā)癥[24-25]。2010年，Backes等從HCV復(fù)制復(fù)合物中首次分離出ANXA2并發(fā)現(xiàn)ANXA2可被HCV非結(jié)構(gòu)蛋白NS5A招募至病毒復(fù)制處共同參與病毒的裝配，但與病毒基因組復(fù)制和釋放無關(guān)[26]。Saxena在共定位試驗中證實ANXA2與病毒的非結(jié)構(gòu)蛋白NS4B、NS5A和NS5B存在相互作用，ANXA2參與脂筏的形成并招募相應(yīng)病毒蛋白在脂筏處富集促進HCV復(fù)制復(fù)合物的形成[25]；Kim則發(fā)現(xiàn)ANXA2還參與了HCV感染后自噬體的形成[24]。Dreux等在研究HCV入侵宿主細胞后的固有免疫機制時發(fā)現(xiàn)，病毒感染細胞可通過向漿細胞樣樹突狀細胞(pDC)分泌含有病毒RNA的外泌體逃避宿主細胞固有免疫監(jiān)視，但這一過程需要內(nèi)體蛋白分選轉(zhuǎn)運復(fù)合物(ESCRT)和ANXA2的參與，這一結(jié)果提示ANXA2在病毒的細胞間轉(zhuǎn)運也發(fā)揮一定的作用[27]。Solbak經(jīng)試驗證實ANXA2可與病毒非結(jié)構(gòu)蛋白NS5B結(jié)合并減弱其聚合酶活性，為進一步設(shè)計針對NS5B的新型變構(gòu)劑提供理論依據(jù)[28]。

4 ANXA2在其他病毒感染中的作用

禽流感病毒屬于甲型流感病毒，是一類引起禽流感的高度接觸性傳染病，其中以H5N1高致病性禽流感病毒的致病性最高，可在禽類和人群中廣泛傳播并引起禽類大量死亡[29]。Ma等在近期通過免疫共沉淀發(fā)現(xiàn)H5N1的非結(jié)構(gòu)蛋白NSP1和ANXA2存在相互作用，當使用siRNA瞬時敲低ANXA2后，H5N1的增殖也受到抑制，而過表達ANXA2后病毒增殖也隨之增加，研究人員推測NSP1可能在ANXA2和p53之間擔當了橋梁作用，從而抑制細胞凋亡促進病毒增殖[30]。

在豬瘟病毒(CSFV)感染宿主的過程中，ANXA2通過與病毒的非結(jié)構(gòu)蛋白NS5A相互作用參與子代病毒的產(chǎn)生，但對病毒RNA的復(fù)制并沒有影響[31]；Li等發(fā)現(xiàn)豬繁殖與呼吸綜合征病毒非結(jié)構(gòu)蛋白Nsp9不僅在體外可與全長ANXA2結(jié)合，在感染PRRSV的MARC-145細胞中也可與細胞內(nèi)ANXA2結(jié)合，當下調(diào)細胞中ANXA2的表達時子代病毒的產(chǎn)生也受到顯著抑制，這一結(jié)果提示ANXA2作為NSP9的結(jié)合分子促進病毒的復(fù)制[32]。

5 展望

ANXA2與多種腫瘤疾病和病原體感染相關(guān)，研究結(jié)果證實在細胞與病原體的相互作用中ANXA2必不可少。筆者所在實驗室在研究EMCV感染過程中亦發(fā)現(xiàn)ANXA2表達改變對病毒的感染也有影響，隨著對這些結(jié)果的深入研究，我們會揭示更多ANXA2與病原體感染之間的關(guān)系及其對宿主正常生理功能產(chǎn)生的影響。在不久的將來，ANXA2作為針對病毒蛋白的新型變構(gòu)劑及腫瘤早期診斷的靶標也會進一步被闡明并最終發(fā)揮出相應(yīng)的作用。