抗病毒免疫分子IFITMs的研究進(jìn)展

房長華 周福輝

（唐山市豐南區(qū)農(nóng)牧局胥各莊動物防疫站，河北唐山 063300）

抗病毒免疫分子IFITMs的研究進(jìn)展

房長華 周福輝

（唐山市豐南區(qū)農(nóng)牧局胥各莊動物防疫站，河北唐山 063300）

干擾素誘導(dǎo)跨膜轉(zhuǎn)運蛋白是細(xì)胞內(nèi)具有廣譜抗病毒作用的抑制因子。其屬于dispanin蛋白家族中的一個亞族并具有多種功能，其中其抗病毒功能是主要的研究熱點。由于IFITMs，尤其IFITM3，能抑制禽流感等病毒的早期復(fù)制因而近年來得到了廣泛的關(guān)注。目前研究發(fā)現(xiàn)，IFITMS主要通過核內(nèi)體途徑阻止病毒的入侵，從而影響病毒的復(fù)制。然而，其具體的抗病毒機(jī)制還未完全闡釋清楚。本文就近年來IFITMs蛋白抗病毒功能的研究進(jìn)展對其結(jié)構(gòu)特征、細(xì)胞亞定位及其抗病毒機(jī)制等方面作一一綜述。

干擾素誘導(dǎo)跨膜轉(zhuǎn)運蛋白；抗病毒蛋白；核內(nèi)體途徑

1 IFITMs的分類

IFITMs屬于真核動物和原核動物dispanin蛋白家族中的一個亞族。根據(jù)IFITMs序列的相似性和預(yù)測的功能，IFITMs被分為三類。第一類包括人類和小鼠的IFITM1、IFITM2和IFITM3以及小鼠的IFITM6和IFITM7分子。前三種蛋白最初分別被命名為9-27、1-8D和1-8U，在小鼠上又名fra-gilis2、fragilis3和fragilis。

2 IFITMs的抗病毒功能

IFITMs作為一種廣譜抗病毒分子，對多種病毒具有抑制作用。最初研究認(rèn)為，IFITMs主要阻止具有囊膜蛋白的病毒的早期復(fù)制，例如SARS冠狀病毒和禽流感病毒。因為這些囊膜病毒需要通過核內(nèi)體途徑才能將病毒核酸釋放到胞質(zhì)并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中，接著進(jìn)行病毒核酸的復(fù)制和蛋白的合成，最終完成整個病毒的復(fù)制。而作為囊膜病毒的小鼠白血病病毒和仙臺病毒或許不需要進(jìn)入酸性細(xì)胞器，而是直接通過與細(xì)胞膜融合的方式進(jìn)入胞質(zhì)，因此不受IFITMs對其復(fù)制的影響。最近研究發(fā)現(xiàn)，IFITM3同樣也抑制一種無囊膜的呼腸弧病毒，說明IFITMs不僅可以限制囊膜病毒的復(fù)制，同樣可以抑制參與核內(nèi)體途徑的非囊膜病毒。

3 IFITMs的抗病毒機(jī)制

3.1 抑制病毒對宿主細(xì)胞的吸附

病毒吸附于細(xì)胞表面是病毒進(jìn)行子代增殖的先決條件。在研究豬IFITM3對口蹄疫病毒（FMDV）的抑制作用時，在冰上分別用FMDV感染能穩(wěn)定表達(dá)豬IFITM3或綠色熒光蛋白（對照）的BHK-21細(xì)胞，并放置于冰上1h，使病毒完成吸附于細(xì)胞表面但不進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的過程，然后用PBS洗脫下未吸附于細(xì)胞表面的病毒，最后用流式細(xì)胞術(shù)檢測吸附于細(xì)胞表面的病毒熒光量，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定表達(dá)豬IFITM3的細(xì)胞表面病毒熒光量顯著低于對照組，說明豬IFITM3在一定程度上可以限制FMDV吸附細(xì)胞的能力。

3.2 改變核內(nèi)體內(nèi)部理化性質(zhì)

Anafu等用pHrodo標(biāo)簽（一種在pH＜5.0時熒光才能被激發(fā)并檢測到的熒光基團(tuán)）標(biāo)記人呼腸弧病毒，并用等量的帶有pHrodo標(biāo)簽的病毒感染細(xì)胞，在不同時間點用流式細(xì)胞儀檢測熒光量，發(fā)現(xiàn)在同一時間點，穩(wěn)定表達(dá)IFITM3的細(xì)胞熒光密度顯著低于對照組的熒光量。說明IFITM3可減緩病毒進(jìn)入核內(nèi)體的速率。同時，通過免疫印跡檢測發(fā)現(xiàn)，呼腸弧病毒感染細(xì)胞一段時間后，IFITM3可以通過降低核內(nèi)體蛋白酶活性減慢蛋白酶對病毒核衣殼的分解速度來阻止病毒的入侵。猜想IFITM3可能改變核內(nèi)體內(nèi)部理化性質(zhì)影響病毒的脫殼過程，使病毒在尚未完成膜融合進(jìn)而核酸釋放入胞質(zhì)前，先被溶酶體降解，從而達(dá)到抑制病毒入侵的過程。

3.3 阻止細(xì)胞膜半融合

病毒感染細(xì)胞后，一方面在細(xì)胞內(nèi)大量增殖子代病毒；另一方面通過膜融合方式感染臨近正常細(xì)胞，達(dá)到擴(kuò)散病毒的目的。Li等在研究IFITMs的抑制病毒作用時發(fā)現(xiàn)，IFITMs能有效抑制合胞體的形成，并發(fā)現(xiàn)這種抑制作用發(fā)生于細(xì)胞膜半融合過程而非完全融合過程中。在半融合狀態(tài)添加氯丙嗪（一種能促進(jìn)半融合向完全融合轉(zhuǎn)化的化學(xué)物質(zhì)），病毒感染受到IFITMs的抑制；而在半融合前添加油酸（一種能促進(jìn)半融合的脂質(zhì)），則促進(jìn)了病毒感染細(xì)胞。通過進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，IFITMs是通過破壞磷脂雙分子排序、減緩膜的流動性來實現(xiàn)抑制細(xì)胞膜半融合進(jìn)而控制病毒感染的。IFITMs雖然可以抑制細(xì)胞間的半融合，但并不能抑制病毒囊膜與核內(nèi)體之間發(fā)生半融合。

3.4 擾亂細(xì)胞內(nèi)膽固醇的平衡

脂質(zhì)筏在多種病毒的入侵、組裝、出芽過程中發(fā)揮著重要作用。而膽固醇又是脂質(zhì)筏膜的重要組成部分，因此細(xì)胞內(nèi)膽固醇的平衡對病毒的復(fù)制至關(guān)重要。在細(xì)胞內(nèi)，膽固醇的平衡受囊泡膜相關(guān)蛋白和氧留酮結(jié)合蛋白形成的復(fù)合體的調(diào)節(jié)。通過高量表達(dá)VAPA和基因敲除技術(shù)發(fā)現(xiàn)，IFITM3可以與VAPA相互作用而阻止了VAPA和OSBP復(fù)合體的形成，進(jìn)而使含有病毒粒子的囊泡和核內(nèi)體膜上集聚過量的膽固醇，最后阻止膜融合過程而達(dá)到抑制病毒入侵的目的。然而，有人持有與此不同的觀點，他們用另兩種能使膽固醇大量堆積于核內(nèi)體膜的方法研究了核內(nèi)體膜膽固醇的大量聚集與病毒膜融合的關(guān)系，并指出核內(nèi)體膜上過量堆積的膽固醇并不是阻止病毒與核內(nèi)體膜融合的直接因素。

4 展望

在研制抗病毒藥物的過程中，研究者更多的是關(guān)注病毒本身的理化性質(zhì)與致病機(jī)理，而對宿主細(xì)胞和機(jī)體的免疫防御機(jī)制研究還不夠深入。由于病毒的變異性和廣泛的抗藥性，使得傳統(tǒng)藥物不能發(fā)揮很好的抗病毒效果。IFITMs作為一種廣譜抗病毒分子，或許可以為新型、高效抗病毒藥物的研制提供新的契機(jī)。

[1]何濤君，陸學(xué)東.細(xì)胞因子在抗病毒免疫中作用的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代檢驗醫(yī)學(xué)雜志，2014，29（1）：28-31.