豬急性腹瀉綜合征冠狀病毒調(diào)控細(xì)胞凋亡機(jī)制解析

冠狀病毒（Coronavirus，CoVs）是自然界中廣泛存在的一大類病毒，人類以及常見的哺乳類動(dòng)物和禽類等都易感。主要感染上呼吸道和胃腸道，多發(fā)于冬春季節(jié)，呼吸道感染引起發(fā)熱、呼吸道炎癥等感冒癥狀；消化道感染導(dǎo)致嘔吐、腹瀉、脫水消瘦等癥狀。嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒（Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus，SARS-CoV）和中東呼吸綜合征冠狀病毒（Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus，MERS-CoV）對(duì)人具有高感染率和高死亡率。目前，SADS-CoV 誘導(dǎo)或抑制細(xì)胞凋亡的信號(hào)途徑及調(diào)控病毒復(fù)制機(jī)制仍不清楚。

近期《Emerging Microbes & Infections》雜志發(fā)表了“Swine acute diarrhea syndrome coronavirus-inducedapoptosis is caspase-and cyclophilin D-dependent”的研究論文，該研究報(bào)道了SADS-CoV 體內(nèi)體外誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡及其對(duì)病毒復(fù)制影響的研究。該研究發(fā)現(xiàn)SADS-CoV 感染時(shí)細(xì)胞可出現(xiàn)明顯的CPE，顯微鏡下可見凋亡細(xì)胞胞質(zhì)固縮和細(xì)胞膜融合、染色質(zhì)凝縮并附在核膜周邊，形成凋亡小體。引起細(xì)胞凋亡的途徑主要有外在凋亡途徑（死亡受體通路）和內(nèi)在凋亡途徑（線粒體途徑）。外在凋亡途徑是通過病原微生物刺激細(xì)胞膜上的死亡受體，使其激活，從而激活半胱天冬酶（Caspase）級(jí)聯(lián)凋亡信號(hào)途徑，Caspase 級(jí)聯(lián)信號(hào)通路在Caspase-8/-10 激活后分為兩條路徑，一條激活下游Caspase3/7 分子并最終切割DNA 修復(fù)酶（poly ADP-ribose polymerase，PARP），使PARP 喪失修復(fù)DNA 的功能，引起細(xì)胞凋亡；另一條路徑是活化的Caspase-8/-10 還可以作用Bcl-2 家族中的促凋亡因子Bit，導(dǎo)致Bit 切割活化從而通過線粒體凋亡途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。本研究發(fā)現(xiàn)，SADS-CoV 體內(nèi)體外感染后引起Caspase-8、-9、-3和PARP 的切割活化，同時(shí)還引起FasL 蛋白上調(diào)表達(dá)說明外在凋亡途徑在SADS-CoV 誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡中起到了重要的作用。此外，我們也發(fā)現(xiàn)SADS-CoV 感染細(xì)胞后Bid 可被切割活化并轉(zhuǎn)移至線粒體外膜上抑制抗凋亡蛋白Bcl-2 及Bcl-xL 的活性，與此同時(shí)Bax 由胞質(zhì)轉(zhuǎn)位至線粒體，引起線粒體膜通透性發(fā)生改變，導(dǎo)致線粒體中的促凋亡分子Cyt C 釋放到細(xì)胞質(zhì)中，激活線粒體通路（內(nèi)在凋亡途徑），說明SADS-CoV 引起細(xì)胞凋亡信號(hào)途徑的多樣性、廣泛性和交叉性。隨后我們通過Caspase 廣譜性抑制劑抑制凋亡發(fā)現(xiàn)抑制病毒的復(fù)制，說明SADS-CoV 的復(fù)制依賴于細(xì)胞凋亡，究其原因可能是細(xì)胞凋亡促進(jìn)了病毒廣泛的傳播并侵染更多的細(xì)胞。最后我們通過線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔關(guān)鍵分子親環(huán)蛋白D（Cyclophilin D，CypD）特異性抑制劑CsA進(jìn)一步說明SADS-CoV 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡依賴于CypD，當(dāng)CsA 抑制CypD 可抑制SADS-CoV 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，同時(shí)抑制SADS-CoV 的復(fù)制。

豬腸道冠狀病毒目前仍然是引起仔豬腹瀉的主要原因，主要感染小腸絨毛上皮細(xì)胞，引起仔豬的急性腹瀉、嘔吐及死亡，在此過程中典型地呈現(xiàn)了細(xì)胞在受到病毒感染后，細(xì)胞與病毒之間的一場(chǎng)“殊死博弈”，“生”與“死”的關(guān)鍵取決于病毒與宿主調(diào)控細(xì)胞凋亡的平衡狀態(tài)。綜上所述，該研究首次解析了SADS-CoV 調(diào)控細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制，使闡明SADS-CoV 感染誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡過程中與宿主的相互作用的致病機(jī)制及病理生理成為可能，從而為疫病的治療和防控提供重要的理論指導(dǎo)。