防御素在先天性抗病毒中免疫中作用1實(shí)習(xí)

摘要：防御素是通過(guò)粒細(xì)胞和上皮細(xì)胞中小分子抗微生物肽的衍生物，在天然免疫中具有重要的作用。防御素在抗病毒機(jī)制中具有雙重的作用：抗病毒和防御的作用，它可以直接作用于病毒粒細(xì)胞和宿主細(xì)胞。這篇綜述主要是抗病毒活性和哺乳動(dòng)物防御素機(jī)制的作用，這些活性具有臨床意義。在先天性免疫中防御素復(fù)雜的功能在抗病毒感染中對(duì)于病毒疾病的預(yù)防和治療具有意義。在適應(yīng)性免疫形成之前，先天性免疫在抵御廣泛微生物成為第一道防線。Toll受體是模式識(shí)別受體，在先天性免疫反應(yīng)中具有重要的作用。假如宿主能構(gòu)夠識(shí)別與分子模式相關(guān)的要的效應(yīng)器[2]。在控制病毒感染中，先天性免疫的兩個(gè)突變體的作用最才被公認(rèn)[3-4]。在1)主要是通過(guò)粒細(xì)胞和上皮細(xì)胞產(chǎn)生的小分子。這些肽在抵抗微生物中具有廣譜性，包括革蘭氏陽(yáng)性菌，革蘭氏陰性菌，真菌和病毒[5-8]。盡管防御素抗病毒活性在1986[9]第一次報(bào)道，最近的報(bào)道顯示防御素在抑制病毒感染中具有多重復(fù)雜的機(jī)制。防御素通過(guò)直接作用于病毒粒止而阻病毒感染，或影響靶細(xì)胞而間接的阻止病毒感染。通過(guò)細(xì)胞因子和TLR激活作用可以誘導(dǎo)防御素的產(chǎn)生，防御素可以調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。本綜述主要講動(dòng)物防御素抗病毒的功能，我們了解分子的最新進(jìn)展，其抗病毒活性的分子機(jī)制和與臨床相關(guān)的潛在功哺乳動(dòng)物防御素的概況合成的A防御素作為前多元肽，含有氨基端的信號(hào)肽、陽(yáng)離子前片段和羧基端大約有過(guò)早幼粒細(xì)胞合成的，早幼粒細(xì)胞是骨髓中粒細(xì)胞的前體，成熟肽儲(chǔ)存在初期的粒細(xì)胞粒中依賴于防御素的機(jī)能，防御素的結(jié)構(gòu)對(duì)于不同防御素的功能可能有所不同，例如，合點(diǎn)對(duì)于趨化性活性是重要的，趨化性的活性已經(jīng)屬于HBD3[18].當(dāng)二硫鍵類似于防御素譜性，在抵抗病毒的外殼和非外殼中有不同的活性?？刮⑸锘钚允嵌嘀貜?fù)雜的，包括直接作用于病毒、對(duì)靶細(xì)胞的影響和先天性及適應(yīng)性免疫。在中心粒細(xì)胞和許多粘膜上皮細(xì)胞等類型中具有高的表達(dá)量。組成和誘導(dǎo)表達(dá)的LL37對(duì)炎癥刺激有反應(yīng)。類似于防御素，LL37有趨化活性，而其它的活性是通過(guò)受體介導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)病毒的復(fù)制【107】.LL37在抵抗牛痘病毒時(shí)，其活性不依賴鹽離子濃度。牛痘病毒用LL37的生理學(xué)作用在缺乏CPAMP的小鼠中已經(jīng)證明了。與野生型小鼠相比，當(dāng)小鼠接觸牛痘從其他物種得到的另外抗微生物肽反HIV的活性已經(jīng)在探索。高濃度的陽(yáng)離子肽caeri,1.9和斑點(diǎn)1.1是從兩棲動(dòng)物的皮膚中分理處的抗微生物肽，阻止病毒的感染，阻止病毒的進(jìn)入和破壞病毒粒子。另外，這些兩棲類抗微生物肽在反向的T細(xì)胞中可以抑制來(lái)自樹突狀細(xì)胞介導(dǎo)感染的單核細(xì)胞。通過(guò)減少二硫蘇糖醇和碘乙酰胺鐐銬被破壞。鼠防御素4（cryptdin）的誘變物與本地丙氨酸，在金屬蛋白酶存在下蛋白極易水解，這就說(shuō)明二硫化物可能保護(hù)蛋白水解中具有重要的作用。二硫鍵在防御素的靶細(xì)胞中的抗病毒功能仍需要探索研究。細(xì)胞起源于組織的分布粒細(xì)胞和上皮細(xì)胞仍然是哺乳動(dòng)物防御素的主要起源。到目前為止，表達(dá)量很高，HNPs在其他免疫細(xì)胞可以找到，如粘膜表面和不同的組織中。另外，細(xì)胞能盡管白細(xì)胞防御素在進(jìn)化中是保守的，這些白細(xì)胞防御素是從許多物種中分離出的，包括人類，兔子，幾內(nèi)亞豬，倉(cāng)鼠和缺乏a防御素的小鼠通過(guò)中心粒細(xì)胞表達(dá)的白細(xì)胞防御素。和HD6主要是通過(guò)小腸潘氏細(xì)胞產(chǎn)生的，但在其他的組織中也存在，列如，唾液腺，雌性生殖道和炎性多的腸道中。額外，在淋球菌和衣原體感然的男性尿道的分泌物中HD5的濃的上皮細(xì)胞組織中可以檢測(cè)到，雖然微生物產(chǎn)品，誘導(dǎo)其表達(dá)的機(jī)制已被證明是各自的有不同。HBD1和HBD2的表達(dá)在單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞中衍生出的樹突狀細(xì)胞中可發(fā)現(xiàn)了。說(shuō)明防御素在保護(hù)嬰兒感染中具有重要的作用。HBD4的組成表達(dá)似乎受到睪丸和胃竇的限制，即使人的呼吸上皮細(xì)胞在接觸PMA或者在體內(nèi)經(jīng)細(xì)菌感染后HBD4才表達(dá)，三個(gè)θ-防御素已經(jīng)在恒河侯的粒細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了，分別是RTD1,RTD2和RTD3。雖然在人骨髓中發(fā)現(xiàn)RNA轉(zhuǎn)錄與恒河侯的DEFT基因具有同源性。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物包括在上游信號(hào)序列基因的成熟肽為基礎(chǔ)人工合成的環(huán)狀肽，說(shuō)明Retrocyclin在體內(nèi)具有活性。防御素對(duì)病毒感染的應(yīng)答防御素誘導(dǎo)表達(dá)：在病毒感染的應(yīng)答中，靶細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞因子、化學(xué)成分和其他的抗病毒因子，從而能控制病毒的復(fù)制。類似的方式，細(xì)胞因子誘導(dǎo)早期先天性免疫中，對(duì)病毒細(xì)胞中HBD1是沒(méi)有的，在HIV-1中沒(méi)有他的復(fù)制。這些細(xì)胞缺乏HIV進(jìn)入CD4、CCR5、XCR4或者是半乳糖基神經(jīng)酰胺胞表面表達(dá)的受體，病毒與細(xì)胞之間的相互作用不清楚，而們屬于人類鼻病毒屬，而HBD1沒(méi)有表達(dá)。與HIV介導(dǎo)誘導(dǎo)的HBD基因的表達(dá)相比，鼻病毒復(fù)制的活性對(duì)HBD基因誘導(dǎo)表達(dá)是而且，人工合成的HBD基因表達(dá)對(duì)次黃核苷酸酶多聚胞(嘧啶核)苷酸有應(yīng)答，TLR3的一個(gè)和HBD3表達(dá)上調(diào)有關(guān)，HBD1和HBD2在子宮上皮細(xì)胞中表達(dá)。用肽聚糖和LPS刺激TLR2和TLR4可誘到膠質(zhì)細(xì)胞和陰道上皮細(xì)胞產(chǎn)生HBD2。相比較，細(xì)菌蛋白的識(shí)別，列防御素最為趨化因子α和β防御素對(duì)T細(xì)胞、單核細(xì)胞和未成熟的DCs有趨化活性。α和β防御素能誘導(dǎo)單核細(xì)胞核上皮細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子。因此，防御素在調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)中可胞核未成熟的DCs細(xì)胞的介導(dǎo)是通過(guò)與CCR6的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，CCR6是含有CC-趨化因子配體20的一個(gè)受體。另外，HBD2在宿主細(xì)胞上有復(fù)雜的活性，包括誘導(dǎo)宿主細(xì)胞的遷移，脫粒和前列腺D2的產(chǎn)生。這些活性嫩共阻止百日咳毒素和抑制磷光體C，說(shuō)明Giα蛋未成熟的DCs和通過(guò)TLR4誘導(dǎo)DC成熟D的衍生物。盡管這些特殊的受體負(fù)責(zé)HNP1的趨化活性，但是HNP2和HNP3沒(méi)有被鑒定，百學(xué)功能與一個(gè)特殊的受體有關(guān)。例如，HNPs結(jié)合到低密度的脂蛋白相關(guān)的受體上，與蛋白激酶Cα(PKCα)andPKCβ相互作用，導(dǎo)致在苯腎上腺素上減少平滑肌的收縮。HNPs與腎上腺皮質(zhì)類固醇激素相互作用，類肝素磷酸糖蛋白（HSPGs）調(diào)節(jié)其他的生物學(xué)活性。HNP1已被證明在無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)中抑制傳統(tǒng)的PKC的活性。PKC的抑制活性對(duì)于在一些生物學(xué)功能可能是通過(guò)與受體相互作用和后續(xù)的調(diào)節(jié)的細(xì)胞信號(hào)通路有關(guān)。然而，在防御素中這些受體的相互作用和信號(hào)通路能介導(dǎo)抗病毒的活性。外殼直接相互作用，類似與防御素的抗菌活性，另一方面，通過(guò)與潛在靶細(xì)胞相互作用而間接的發(fā)揮抗病毒活性。這些防御素與細(xì)胞之間的相互作用是復(fù)雜的惡，可能是通過(guò)與細(xì)胞表面的糖蛋白相互作用而介導(dǎo)的，或者阻止病毒復(fù)制所需要的細(xì)胞信號(hào)通路。TABLE2概述了防御素活性和病毒復(fù)制中的抗菌肽。在病毒粒中的直接效應(yīng)HNP1是最早報(bào)道的與許多病毒外殼有直接的作用，在對(duì)病毒外殼的檢測(cè)中，HNP1對(duì)單純皰疹病毒1型（HSV-1）和HSV-2有直接的影響，對(duì)泡狀口炎病毒（VSV）和流感病毒的影響適中，對(duì)重組巨噬細(xì)胞病毒影響較少。HNP1特定的抑制效應(yīng)能抵抗不同的病毒外殼，可能是由于不同病毒的病毒外殼脂質(zhì)成分的變異產(chǎn)生的，細(xì)菌膜上的脂質(zhì)成分已經(jīng)證明兔的粒細(xì)胞防御素能改變膜的通透性。防御素對(duì)病毒粒的直接作用的具體機(jī)制仍然不清楚。目前流行的模式包括病毒膜的破裂或者與病毒糖蛋白的結(jié)合，到那仍需要進(jìn)一步的研究。因子列如血清和鹽可以改變機(jī)體內(nèi)防御素的功能。因此，防御素不同的抗病毒機(jī)制可能操作于粘膜表面。而不是血液，主要依賴于鹽濃度或者是血清的狀態(tài)。這似乎是直接的抗病毒作用。血清可以減少防御素在病毒粒中的直接作用。在沒(méi)有血清的情況下高濃度的防御素能引起細(xì)胞毒性反應(yīng)。改變細(xì)胞膜的通透性，方式類似于防御素的抗菌活性。血清會(huì)停止細(xì)胞毒性反應(yīng)，防御素介導(dǎo)的細(xì)胞毒性可能是局部的抗病毒作用。此外，在鹽濃度較低的情況下，防御素有直接抗菌活性。然而，最適防御素的活性依賴于防御素特殊的功能。列如，既不是低濃度的鹽業(yè)不是缺乏血清，而是需要防御素的化學(xué)成分。因次，當(dāng)檢測(cè)防御素抗病毒活性時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件是很重要的。熱滅火苗1993年首次報(bào)道合成豚鼠，兔和大鼠的α-防御素抑制艾滋病毒復(fù)制。證明這些肽能抑制體內(nèi)HIV-1的感染，在血清小村子啊存在下，病毒進(jìn)入后，能改變CD4+T細(xì)同時(shí)，作用于靶細(xì)胞。在血清缺少時(shí)，在它感染細(xì)胞之前，同時(shí)，作用于靶細(xì)胞。在血清缺少時(shí)，在它感染細(xì)胞之前，HNP1是病毒失活、在血清存和HIV感染有關(guān)，盡管可能有其他的信號(hào)通路有關(guān)。列如，在巨噬細(xì)胞中，HNP1和HNP2是CC-化學(xué)增活劑的表達(dá)量上調(diào)，這有助于通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)抑制艾滋病毒的受體，CC-化學(xué)增活劑通過(guò)脫粒誘導(dǎo)中粒細(xì)胞中HNPs的釋放。這兩種影響可能有一種天生的免疫反應(yīng)在體內(nèi)的作用感染艾滋病毒。在粘膜表面，HNPs可能在缺少血清時(shí)直接使病毒失活；在的血清中存在，它們的抑制作用將在很大程度上是受感染的細(xì)胞上。通過(guò)電荷之間的相互作用，HNPs正電荷直接約束HIV病毒顆粒，電荷之間的相互作用可能直接抑制HIV病毒顆粒。同時(shí)通過(guò)血清蛋白對(duì)血清很和親和力高的CD4上，但是他們干涉HIVgp120和CD4之間的相互作用還沒(méi)有確定。血清能強(qiáng)力的降低HNP與gp120的結(jié)合，在血清存在時(shí)，降低病毒粒的直接作用。相反，抗病毒藥物HNP4活動(dòng)是經(jīng)由直接影響病毒粒子或受感染的細(xì)胞。防御素-3增強(qiáng)病毒復(fù)制。其他防御素沒(méi)有抗病毒活性。通過(guò)鼠防御素-3能增強(qiáng)HIV病毒的復(fù)制機(jī)制，病毒進(jìn)入后，這些肽對(duì)HIV復(fù)制的影響不清楚。因?yàn)檫@些防御素用于改變細(xì)胞的紋理，選擇檢測(cè)體系，將有助于更好地確定防御素抗HIV活性。列如，HNP1使后期進(jìn)入早期CD4+T細(xì)胞核巨噬細(xì)胞中的HIV受到抑制，但不是在幾個(gè)轉(zhuǎn)化的T細(xì)胞系。已經(jīng)證明，通過(guò)電子顯微鏡檢測(cè)HIV那病毒顆粒與細(xì)胞膜相互作用，雖然膜破壞的不明顯。和HBD3能介導(dǎo)CXCR4表面下調(diào)，但是外周血單核細(xì)胞在高鹽和無(wú)血清條件下CCR5不表達(dá)。這些不一致的報(bào)道可能是防御素來(lái)源不同或者實(shí)驗(yàn)條件不同導(dǎo)致的。有趣地，HBD2不能直接滅火HIV病毒粒子，雖然目前尚不清楚是否在實(shí)驗(yàn)中報(bào)道至今無(wú)血清條件下進(jìn)行合。但它仍然要確定是否與艾滋病毒之間的相互作用糖蛋白是最近報(bào)道的類似與流感病毒的糖蛋白。然而，類似于retrocyclin-1證明這種肽的變形些類似物有潛在的治療作用。接的影響，HSV病毒粒在血清存在下，這種影響能消除，盡管直接影響的機(jī)制還不清楚。源凝集素，防止HSV-2GB與其受體HSPGs相互作用。病毒顆粒，在融合和進(jìn)入階段，抑制HSV的復(fù)制。不像α-防御素和θ-防御素，當(dāng)病毒進(jìn)入后不能抑制HSV的復(fù)制，病毒進(jìn)入后Retrocyclin-2阻止病毒的融合。類似的方式，抑制病毒融合是由其固定細(xì)胞膜糖蛋白來(lái)干擾病毒介導(dǎo)的融合。因此，或者是HA表達(dá)或者是靶細(xì)胞的治療前，的遷移性，這是通過(guò)Leikinaetal研究的。說(shuō)明一個(gè)共同機(jī)制可能解釋先天性免疫反應(yīng)的活性賊抗病毒時(shí)。用的是進(jìn)入細(xì)胞的一個(gè)普通的膜融合通路。類流感病毒呼吸合胞體病毒和副流感病毒1-4（PIV-和SP-D,與在新生羔羊中減少PIV-3復(fù)制有關(guān)。然而，在體內(nèi)防御素抗副粘病毒沒(méi)有報(bào)道。腺病毒介導(dǎo)的HBD6表達(dá)能增加中心粒細(xì)胞的募集反應(yīng)和新生羔羊中肺部的炎癥。出乎意料地，腺病毒介導(dǎo)的基因治療期間增加了新生羔羊?qū)IV-3的感染率，HBD6加重了PIV-3的感染。但是，是否增加PIV-3感染的結(jié)果和HBD-6介導(dǎo)增無(wú)外殼病毒HNPs似乎不直接影HBD2不直接滅火鼻屬病毒。然而，防御素可能作用于感染細(xì)胞和抑制無(wú)外殼病毒的復(fù)制。能抑制腺病毒的感染，雖然用于研究檢測(cè)方式不能區(qū)分HNP1影響病毒粒還是細(xì)胞。然而。未來(lái)的研究需要確定防御素抑制無(wú)外殼病毒感染的機(jī)制。人類防御素基因的多態(tài)性宿主遺傳多態(tài)性明顯影響于病毒的易感性和疾病的進(jìn)展，已染色體8p23.1重復(fù)一串19個(gè)堿基的數(shù)量和位置具有多態(tài)性。HNP1和HNP3小至少是240kb。DEFB104的拷貝數(shù)與轉(zhuǎn)錄水平有關(guān)。雖然相關(guān)的蛋白質(zhì)之間的防御和他們的基因拷貝數(shù)的水平還沒(méi)有據(jù)報(bào)道，這就推導(dǎo)出這些防御素變異表達(dá)導(dǎo)致不同的易感性或劇，列如哮喘和COPD,在DEFB1多態(tài)性與病毒對(duì)呼吸感染的關(guān)系不清楚。有趣的是，在道的這些肽從受感染病人中分離出的抗HIV活性的CD+T細(xì)胞，與正常人做對(duì)照HNP2和HNP3在刺激CD8+T細(xì)胞中的培養(yǎng)液中能檢測(cè)到，LTNPs在HIV病程中檢測(cè)不細(xì)胞和PBMCs輻射同種正常供體殘余的粒細(xì)胞中的產(chǎn)物，PBMCs是習(xí)慣作為供給者的細(xì)胞，沒(méi)有CD8+T細(xì)胞。為什么在正常對(duì)照組培養(yǎng)CD8+T細(xì)胞體系中發(fā)現(xiàn)HNP1、HNP2來(lái)自同一輻照的PBMCs。一個(gè)可能的解釋是，來(lái)自感染的CD8+T細(xì)胞和無(wú)感染的個(gè)體中，用類似的共培養(yǎng)體系，HNP1、HNP2和HNP3在CD8+T細(xì)胞中上清液中或者是從陰性血體內(nèi)感染中，疾病進(jìn)程需要自己的評(píng)估。在泌乳中HNP1、HNP2、HNP3產(chǎn)物和傳染HIVRNA有關(guān)聯(lián)，這是一個(gè)強(qiáng)大的預(yù)測(cè)傳播。然而，在調(diào)整泌乳中HIV的RNA的數(shù)量后，泌在母體系統(tǒng)病毒控制和傳染中的作用是無(wú)法評(píng)估的。泌乳中其他的抗病毒因子包括HBD2、乳鐵蛋白、分泌白細(xì)胞抑制劑和化學(xué)系增活劑，他們?cè)谀阁w與嬰兒之間HIV傳染中具有作在幾個(gè)豐富抗HIV蛋白中有相關(guān)性，包括HIVP1、HIVP2、HIVP3和在淋巴樣濾泡中與HIV復(fù)制相關(guān)的細(xì)胞，淋巴樣濾泡是相對(duì)