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发表于 2006-6-5 19:25:27
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一个关于基因干扰素的问题
3、干扰素作用机理
3.1、干扰素主要生物学功能
3.1.1、干扰素作用特点 作为机体最重要的细胞因子之一,干扰素主要生物学功能体现为广谱的抗病毒活性和免疫调节功能,其作用特点可概括为(杨业华主编,2000;周光炎主编,2000):1、干扰素属诱生蛋白,正常细胞一般不自发产生干扰素,在受诱生剂(包括病毒、细菌和某些化学合成物质)激发后,干扰素基因去抑制而表达;2、干扰素系统是目前所知的发挥作用最快的第一病毒防御体系,可在很短时间(几分钟内)使机体处于抗病毒状态,并且机体在1-3周时间内对病毒的重复感染有抵抗作用;3、干扰素的抗病毒效应是通过与靶细胞受体结合,诱导抗病毒蛋白(AVP)而间接发挥作用,对病毒起抑制作用而非杀灭;4、干扰素具有种属特异性,并且不同病毒、不同细胞对干扰素敏感性不同;5、I型和II型干扰素发挥不同效应,不能相互替代。
3.1.2、干扰素主要生物学功能 目前对INF-α、β、γ生物学功能和作用机理研究报道较多,I型和II型干扰素来源不同(INF-α主要由单核巨噬细胞产生,INF-β来源于成纤维细胞,而INF-γ主要产生于αβT细胞、γδT细胞和NK细胞),挥发的生物学效应存在一定差异。干扰素的主要生物学功能可概括为(Samuel,2001):1、广谱抗病毒功能:I型和II型干扰素基因均可经诱导剂激活而表达,表达产物通过特定信号转导通路,激活干扰素诱导基因的转录,机体合成多种具阻断病毒复制功能的抗病毒酶和蛋白质,抵抗病毒对机体细胞的感染;2、免疫调节功能:I型干扰素可增强MHC-I类分子表达,而强烈抑制MHC-II类分子表达;II型干扰素可促进MHC-II类分子表达,两类干扰素的协同调节作用,使机体处于最佳免疫应答状态。此外INF-γ的生成可促进Th0细胞向Th1分化,而抑制Th2的生成,由于Th1和Th2分别介导机体细胞免疫和体液免疫,因此INF-γ可根据不同病原感染,与其它细胞因子(如IL-4等)共同作用,对机体进行免疫干预,实现免疫系统防御功能。3、免疫增强功能:I型和II型干扰素均可刺激NK细胞并增强其杀伤功能,有利于机体清除病毒感染;此外INF-γ是主要的巨噬细胞活化因子(macrophage-activating factor,MAF),促进巨噬细胞吞噬能力和炎症反应,并可直接促进T、B细胞分化和CTL成熟,刺激B细胞分泌抗体,从而增强机体免疫机能。
3.2、干扰素抗病毒机理 干扰素基因的激活和表达是机体第一道病毒防御体系,它先于机体的免疫应答反应。虽然干扰素还具其它多种生物学功能(如对免疫系统的调控、影响细胞生长、分化和凋亡等),但干扰素对入侵病毒的非特异性抑制功能,对于许多疾病的预防和治疗意义重大。
根据对人和小鼠的相关研究,干扰素对病毒的防御反应主要是通过信号转导和转录激活通路,导致一系列受干扰素调控基因表达,生成多种直接作用于入侵病毒的酶和蛋白质,保护机体免受感染,其中JAK-STAT通路是干扰素介导的信号转导和转录激活的主要方式(Samuel,2001)。JAK为Janus家族的蛋白酪氨酸激酶,包括Jak-1、Jak-2、 Jak-3、 Tyk-2,STAT(signal transducer and activator of transcription)即细胞转导与转录激活因子(包括STAT-1、STAT-2、STAT-3、STAT-4、STAT-5a、STAT-5b、STAT-6),其中Jak-1、Jak-2、 Tyk-2与STAT-1、STAT-2直接参与了干扰素介导的JAK-STAT信号转导通路。JAK-STAT通路具体过程可表示为(周光炎主编,2000;Samuel,2001):(1)首先从受诱导表达的INF-α/β和INF-γ分别与异构二聚体受体INFAR1-INFAR2和INFGR1-INFGR2的胞外区结合开始,由此激活与两种受体胞内区相连的蛋白酪氨酸激酶Jak-1、Tyk-2与Jak-1、Jak-2;(2)STAT-1、STAT-2在Jak-1、Tyk-2催化作用下,使蛋白链特定位置的酪氨酸磷酸化并形成异二聚体,再与干扰素调节因子-9(INF-9)形成三聚体,而两分子的STAT-1在Jak-1、Jak-2作用下形成同源二聚体;(3)形成的三聚体和同源二聚体分别与染色体的ISRE元件和GAS元件结合,从而激活各种抗病毒基因启动子,生成多种抗病毒蛋白,参与机体的病毒防御快速反应。
由干扰素诱导生成的抗病毒蛋白主要包括:(杨业华主编,2000;Samuel,2001)(1)双链RNA依赖性蛋白激酶(PKR,常称为P1/eIF-2α),主要功能为阻断宿主细胞mRNA合成病毒蛋白质;(2)2',5'腺苷酸合成酶(2',5'-oligoadenylate synthetase,OAS),主要功能为激活内源性RNase L,活性RNase L可降解病毒mRNA;(3)腺苷脱氨酶I(adenosine deaminase 1,ADAR1),可将病毒RNA中碱基A修饰为I而阻止病毒蛋白质合成;(4)Mx蛋白(一种GTP结合蛋白),可与病毒核蛋白结合而损伤病毒衣壳蛋白;(5)氮氧化物合成酶(nitric oxide synthase,NOS),可使机体产生NO,NO在免疫防卫中可发挥重要作用。 |
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