淺析仙臺病毒的結(jié)構(gòu)及誘導(dǎo)細(xì)胞融合的機(jī)制

1、.淺析仙臺病毒的結(jié)構(gòu)及誘導(dǎo)細(xì)胞融合的機(jī)制馬曉慧 郭燕（河津市第二中學(xué) 山西 043300）【摘要】仙臺病毒是動物細(xì)胞融合重要的誘導(dǎo)劑，本文從仙臺病毒作為細(xì)胞融合誘導(dǎo)劑的發(fā)現(xiàn)歷程，仙臺病毒的結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)細(xì)胞融合的機(jī)制、步驟，及仙臺病毒有關(guān)的研究進(jìn)展等方面做了具體的闡釋，以期幫助老師和同學(xué)更好的認(rèn)識仙臺病毒，有利于學(xué)生和老師對于選修三中動物細(xì)胞工程相關(guān)內(nèi)容的理解。【關(guān)鍵詞】仙臺病毒 ；細(xì)胞融合；選修三動物細(xì)胞融合是高中生物選修三細(xì)胞工程中的重要內(nèi)容，是學(xué)生學(xué)習(xí)單克隆抗體技術(shù)及其他動物細(xì)胞工程的的基礎(chǔ)，即細(xì)胞雜交，是二十世紀(jì)五十年代細(xì)胞學(xué)中出現(xiàn)的一種新技術(shù)。細(xì)胞融合由廣義而言, 就是兩個(gè)或兩個(gè)以上細(xì)胞

2、合并形成一個(gè)細(xì)胞的過程，從狹義來講是在離體的條件下, 用人工的方法把兩個(gè)或兩個(gè)以上的細(xì)胞合并。使體細(xì)胞雜交而形成一個(gè)新的雜種細(xì)胞。這就是我們通常所指的細(xì)胞融合。細(xì)胞融合的方法有兩種：一、自發(fā)融合，即兩個(gè)細(xì)胞緊靠在一起，不經(jīng)任何誘導(dǎo)劑處理, 能相互融合。二、誘導(dǎo)融合，即兩個(gè)細(xì)胞雖靠在一起, 但必須要經(jīng)過誘導(dǎo)劑的處理才能融合。60年代初, 病毒融合技術(shù)逐漸興起。作為重要的病毒誘導(dǎo)劑，課本對仙臺病毒的介紹比較少，本文從仙臺病毒的結(jié)構(gòu)，作用機(jī)理，研究方向等方面做以具體闡釋，以期幫助老師和同學(xué)更好的認(rèn)識仙臺病毒，更好的理解細(xì)胞融合的過程。1、仙臺病毒作為細(xì)胞融合誘導(dǎo)劑的發(fā)現(xiàn)歷程1958 年, 日本的岡田

3、善雄(Okada) 用副粘病毒中的日本血球凝集病毒（HVJ）誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合, 取得良好效果。這以后, 許多學(xué)者用紫外線滅活的誘導(dǎo)人的KB細(xì)胞和小鼠的Ehrlich腹水癌細(xì)胞、人的Hela細(xì)胞和搖蚊的體細(xì)胞、人的體細(xì)胞與小白鼠的體細(xì)胞進(jìn)行融合, 都獲得成功。實(shí)驗(yàn)證明,HVJ病毒可以將任何兩個(gè)遠(yuǎn)緣物種的體細(xì)胞誘導(dǎo)融合在一起。HVJ病毒也稱為副流感病毒一號。它是日本仙臺東北大學(xué)醫(yī)學(xué)院N.I.石田和他的同事首次從小鼠體內(nèi)分離出來的, 所以稱為仙臺病毒1。其后，Harris和Klein等在Okada 工作的基礎(chǔ)上, 進(jìn)一步用滅活仙臺病毒誘導(dǎo)雜種細(xì)胞融合, 并獲得成功2,3。此外, 疙疹、麻疹、流感等十

4、余種病毒也相繼用于細(xì)胞融合。由于仙臺病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合法較簡便, 特別是許多種類的細(xì)胞對其敏感, 所以, 常選用仙臺病毒作為細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑。2、仙臺病毒的結(jié)構(gòu)仙臺病毒為什么能有效地誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合呢?這還得從它的結(jié)構(gòu)談起。仙臺病毒是副粘病毒科家族的一員，是一個(gè)具有細(xì)胞融合活性的有包膜病毒。仙臺病毒的核衣殼由15kb的負(fù)鏈基因組RNA和病毒的核衣殼(NP)蛋白、磷(P)蛋白和大(L)蛋白組成包圍著核衣殼的是病毒的包膜，基質(zhì)(M)蛋白排列在膜的內(nèi)表面，2個(gè)跨膜糖蛋白一血凝素神經(jīng)氨酸酶(HN)蛋白和融合(F)蛋白則在包膜外表面形成突起仙臺病毒包膜表面的這兩個(gè)糖蛋白和宿主細(xì)胞膜相互作用從而啟動病毒感染

5、過程4。仙臺病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的能力與其質(zhì)膜表面兩種糖蛋白有關(guān)，一種是F蛋白，它具有膜融合作用。F蛋白可以介導(dǎo)病毒一細(xì)胞融合或細(xì)胞一細(xì)胞融合，具有溶血活性。另一種是HN蛋白，能使病毒吸附在細(xì)胞膜表面，具有凝集素的作用。HN蛋白具有血凝素和神經(jīng)氨酸酶活性，血凝活性可使病毒和細(xì)胞表面含唾液酸的受體結(jié)合，使病毒吸附到細(xì)胞表面。HN蛋白還具有神經(jīng)氨酸酶活性，使細(xì)胞表面的受體失活，使病毒從細(xì)胞表面脫落5。 3、仙臺病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的機(jī)制通過電鏡照片證明，病毒顆粒嵌入在相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜之間或埋入許多細(xì)胞表面的微絨毛內(nèi)。故有的認(rèn)為, 病毒顆粒本身可能起著一種粘合劑的作用, 它把兩個(gè)相接觸的細(xì)胞膜有力地粘著在一

6、起Okada還認(rèn)為, 病毒使細(xì)胞膜產(chǎn)生一些斷裂，當(dāng)兩個(gè)細(xì)胞表面上的這些斷裂接合時(shí)它們就觸合在一起。Okada和Yamada認(rèn)為細(xì)胞融合的過程是一種需要能的反應(yīng)，細(xì)胞膜的穿通, 周邊連接部的修復(fù), 都需ATP6。在37 時(shí), 病毒與細(xì)胞膜發(fā)生反應(yīng), 細(xì)胞膜被破壞, 此時(shí)需要Ca2+和Mg2+。最適pH為8.0 8.2。目前多數(shù)認(rèn)為：當(dāng)兩個(gè)細(xì)胞的表面緊密接觸時(shí), 病毒能使細(xì)胞膜斷破。使兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)經(jīng)過破口, 互相接觸，通道擴(kuò)大，逐步造成細(xì)胞的融合7。4、仙臺病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的步驟使用仙臺病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法,大致可分為四步, 即將親本細(xì)胞分別制成懸液, 混合離心而后將沉積細(xì)胞懸于1mL滅活的

7、仙臺病毒懸液,置冰浴間歇搖動20分鐘, 使細(xì)胞凝集,再將溫度上升到37, 間歇搖動30分鐘, 使其進(jìn)行融合最后洗去病毒, 即可將融合物懸浮于選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)若親本細(xì)胞是單層生長的貼壁細(xì)胞, 則可將病毒直接加入兩親本細(xì)胞的混合培養(yǎng)物中且其融合也比懸浮細(xì)胞容易培養(yǎng)。使用仙臺病毒的優(yōu)點(diǎn)是各種動物細(xì)胞都適宜, 但它不穩(wěn)定, 制備繁瑣, 且在保存過程中活讓會下降8。5、仙臺病毒研究進(jìn)展20世紀(jì)90年代以后，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的完善，特別是反向遺傳學(xué)技術(shù)的應(yīng)用在仙臺病毒基因結(jié)構(gòu)與功能，膜融合的分子機(jī)制及重組疫苗等方面的研究得到不斷的深入。目前對仙臺病毒HN蛋白的研究主要集中在HN蛋白與F蛋白的相互作用以及HN蛋白在膜融合中的作用9?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1李鴻昌.細(xì)胞雜交與病毒.生物學(xué)通報(bào),1983,2：22-232Harris.H, Klein.G Nature 1969 224-13153Klein.G,et al.J Cell Sc 1971;8-6594.翟新驗(yàn),盧勝明,劉鈞.仙臺病毒的結(jié)構(gòu)和感染動物的診斷.實(shí)驗(yàn)動物科學(xué)與管理,2005 ,2:55575吉村哲郎.生化學(xué),1985,57:1276Okada,y;Exptl Cell Res.1962，26:98 7方之平,孫深.