朊病毒分子生物学发展及其本质特征.ppt

朊病毒分子生物学发展及其本质特征 第一页，共二十五页，2022年，8月28日 一、朊病毒（virino）的发现?? 人和哺乳动物的亚急性海绵样脑病的致病本质，一直是神经生物学和分子病毒学领域研究的热点，研究发现疯牛病（BSE）、羊痒病（SC）及人的纹状体脊髓变性病（CJD），脑软化病（GSS），库鲁病（kuru），致死性家族失眠症（FFI）等均属于这种蛋白粒子病类。可导致神经元进行性退化变性、胶质细胞增生及细胞内朊病毒的自身累积等。 第二页，共二十五页，2022年，8月28日 英国自1985年发现疯牛病到1996年， 已确诊有16142头牛患病，数以万计的牛被扑杀、焚烧、处理，使英国蒙受巨大的经济损失，同时欧洲其它国家如丹麦、法国、爱尔兰共和国等也有疯牛病发生。特别是英国连续出现12个青年患新型克雅氏病（new variant creutzfeldt-Jakob Disease nvCJD），人们怀疑该病是食用患疯牛病的牛肉引起的，在欧洲引起了极大的恐慌，疯牛病已成为欧洲严重的经济和政治问题。 患疯牛病的牛脑切片 疯牛病肆虐 第三页，共二十五页，2022年，8月28日 病羊神经组织的海绵状损伤 第四页，共二十五页，2022年，8月28日 病人大脑组织切片，左、海绵状病变及周围的沉淀斑，右、淀粉样蛋白沉淀 病人大脑组织切片，左、海绵状病变及周围的沉淀斑，右、淀粉样蛋白沉淀 第五页，共二十五页，2022年，8月28日 人和动物朊病毒病的共同特点： 1、潜伏期长； 2、病理学特点： （1）神经原、神经轴索、星状细胞、树枝细胞呈进行性空泡化； （2）神经胶质增生； （3）细胞外淀粉样变性蛋白沉积，形成光镜下可见的病理学特征：羊搔痒病相关纤丝，CJD表现为淀粉样蛋白斑。 第六页，共二十五页，2022年，8月28日 人的朊病毒病 1、传染型朊病毒病：如库鲁病，该病主要局限在巴布亚新几内亚的Fore族人群中发生； 2、遗传型朊病毒病：家族性CJD、FFI和GSS，属于生殖细胞突变形成的； 3、散发型朊病毒病：包括大多数CJD和部分GSS，可能与体细胞突变或朊病毒蛋白（prion protein, PrP）的自发性构型改变有关，而牛朊病毒传染人造成的CJD也属于这一类。 第七页，共二十五页，2022年，8月28日 确定致病因子的过程 为了探究这种致病原的性质，研究人员检测了羊搔痒病病脑匀浆对动物的致病能力。发现感染因子可以通过滤器，有点象病毒，但与病毒不同，用福尔马林处理不能使之完全失活。1966年，英国放射生物学家Alper发现，这种物质对254nm的紫外线照射不敏感，而对237nm的紫外线敏感。 1972年，由于Prusiner的一位病人死于克雅氏病，促使他开始研究这类疾病。经过10年努力，Prusiner与其同事终于在1982年从仓鼠脑中浓缩了羊搔痒病病原成分。是一种直径 25nm 长约100~200nm 其浓缩成分的活性可被蛋白酶K，二乙酰焦碳酸、尿素、酚和SDS等失活的蛋白质，但不能被核酸酶E或紫外线照射破坏。所以Prusiner称之为Prion,意为蛋白性感染颗粒（Proteinaceous infectious particle）。这个成份中只含一种蛋白质，称为朊病毒蛋白（ prion protein, PrP），并命名为朊病毒（Virino）。 第八页，共二十五页，2022年，8月28日 二、朊病毒致病机理简介 第九页，共二十五页，2022年，8月28日 朊病毒蛋白及其构型转变 PrPc→PrPsc PrPsc在N端切割可以产生PrP27-30，这种分子是一种蛋白酶抗性蛋白，能够聚集成为棒状淀粉样蛋白。 二级结构出现? → ?转换，PrPc ?螺旋含量达到42%， ?片层仅占3%；PrPsc ?螺旋含量降到30%， ?片层达到45%；PrP27-30 ?螺旋含量则仅为21%，而?片层达到54%。 ?片层含量的增加可能是聚合成淀粉样原纤维的最直接原因。 第十页，共二十五页，2022年，8月28日 PrP基因与朊病毒蛋白的合成 PrP基因及其编码产物 第十一页，共二十五页，2022年，8月28日 朊病毒蛋白形成过程 第十二页，共二十五页，2022年，8月28日 朊病毒的复制 朊病毒的复制模式 A：传染型和散发型的朊病毒复制模式； B：遗传型的朊病毒复制模式。 第十三页，共二十五页，2022年，8月28日 PrPSc的增殖 第十四页，共二十五页，2022年，8月28日 Prion的结构模型，左PrPc，右PrPSc? 第十五页，共二十五页，2022年，8月28日 朊病毒的核磁共振图谱 第十六页，共二十五页，