我学者证实马传贫病毒可引起线粒体反应导致细胞凋亡

　　近日，我所兽医生物技术国家重点实验室王晓钧团队首次证明了不同毒力的马慢病毒，即马传染性贫血病毒（马传贫病毒，EIAV），感染细胞后通过引起线粒体不同反应从而产生炎症或细胞凋亡，该发现为解释慢病毒致弱和慢病毒活疫苗安全性提供了重要依据。该研究成果以“Attenuation of Equine Lentivirus Alters Mitochondrial Protein Expression Profile from Inflammation to Apoptosis”为题发表于《病毒学杂志（Journal of Virology）》。

　　EIAV与艾滋病毒相似，在体内的主要靶细胞是免疫细胞，并且可在马体内长期潜伏感染，给养马业造成了巨大的经济损失。由哈兽研研制的EIAV 弱毒疫苗，是首例经大规模应用证实安全、有效的慢病毒疫苗。阐明该疫苗的作用机理，将为其他慢病毒疫苗的研究提供借鉴。前期研究表明，EIAV强毒株（EIAVDLV34）感染可造成宿主的“炎症风暴”，并引起致病性损伤，而弱毒疫苗株（EIAVDLV121）感染的宿主细胞可发生高水平的细胞凋亡，进而被清除。该现象与EIAV弱毒疫苗的免疫保护作用机理密切相关，但关于EIAV强弱毒感染引起不同细胞反应的具体机制未知。

　　王晓钧团队利用比较蛋白质组的方法剖析具体机制，发现EIAV强弱毒感染其靶细胞-巨噬细胞后，总计有447个细胞蛋白发生差异表达，其中包括73个线粒体相关蛋白，是所有细胞器中发生蛋白质差异表达最多的。已知线粒体可通过改变代谢模式而影响巨噬细胞的极化改变（促炎或抑炎），以及降低膜通透性引起细胞凋亡。因此，该团队集中研究了这73个线粒体相关蛋白及其功能。首先，通过生物信息学分析发现，这73个蛋白质的生物学功能主要集中在三羧酸循环，氧化还原，ATP合成，NADH脱氢以及氧化磷酸化等。其次，进一步的功能验证实验表明，在线粒体相关蛋白表达水平发生改变后：1.EIAV弱毒感染细胞的NADH脱氢，氧化磷酸化和ATP生成都受到了抑制，同时，由于低效的氧化磷酸化和抗氧化系统的破坏，导致活性氧的生成过量；2. EIAV弱毒感染细胞的线粒体膜电位下降，通透性增加，线粒体内膜中的细胞凋亡因子释放到细胞质中，激活了“内源性”细胞凋亡；3. EIAV强毒感染细胞以糖酵解代谢模式为主，细胞转化为M1促炎型，分泌促炎因子，引起炎症反应，EIAV弱毒感染细胞以三羧酸循环为主，并且糖酵解被抑制，细胞转化为M2抑炎型，分泌抑炎因子，抑制炎症的发生；4.EIAV强毒感染细胞的线粒体分裂加剧，EIAV弱毒感染细胞的线粒体融合增多。

　　该研究首次发现了EIAV强毒是通过改变感染细胞的代谢模式，使其转变为促炎型细胞，进而引发炎症反应的，而EIAV弱毒是通过改变感染细胞线粒体的膜通透性，造成高水平的细胞凋亡，进而使其被清除的（图1）。该发现为在亚细胞水平揭示EIAV弱毒疫苗的作用机理奠定了基础，并为其他慢病毒疫苗的研发提供了参考。

图1. EIAV强弱毒通过影响线粒体造成感染细胞不同反应的模式图

　　该研究得到国家自然基金委面上项目（31572537和31772720）和中美合作项目（81561128010）的资助。