Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Ретровирус овец Jaagsiekte
Jaagsiekte.jpg
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Царство :Рибовирия
Королевство:Парарнавиры
Тип:Artverviricota
Учебный класс:Revtraviricetes
Заказ:Ортервиралес
Семья:Retroviridae
Род:Бетаретровирус
Разновидность:
Ретровирус овец Jaagsiekte

Ретровирус овец Jaagsiekte ( JSRV ) представляет собой бета-ретровирус, который является возбудителем заразного рака легких у овец, называемого легочной аденокарциномой овец .

Естественная история [ править ]

JSRV - это вирус, который является причиной заразных опухолей легких у овец, которые называются аденокарциномой легких овец (OPA). Заболевание также называли «jaagsiekte», после слов на африкаанс, означающих «погоня» ( jaag ) и «болезнь» ( siekte ), чтобы описать респираторный дистресс, наблюдаемый у животного, запыхавшегося от преследования, что указывает на испытываемое затруднение дыхания. зараженными овцами. Передача вируса происходит через аэрозольное распространение между овцами.

Экзогенная инфекционная форма JSRV имеет эндогенный аналог , который присутствует в геномах всех овец и коз. [1] Геном овцы насчитывает около 27 копий эндогенных ретровирусов (enJSRV), которые тесно связаны с JSRV. Эндогенные JSRV играют несколько ролей в эволюции домашних овец, поскольку они способны блокировать цикл репликации JSRV и играть критическую роль в развитии концептуальных клеток овец и плацентарном морфогенезе . [2]

Хотя OPA напоминает рак легких человека, известно, что рак легких человека не вызывается бета-ретровирусами . [3] Несмотря на то, что возможность вирусной причины бронхоальвеолярного рака была устранена, понимание молекулярных механизмов, ведущих к трансформации эпителия легких с помощью JSRV, может представлять интерес в контексте терапевтических подходов к лечению рака легких у человека в целом и бронхоальвеолярной аденокарциномы. (BAC) в частности. [4]

Классификация [ править ]

JSRV принадлежит семейству Retroviridae , подсемейству Orthoretrovirinae и роду Betaretrovirus .

Патогенез [ править ]

JSRV передается респираторным путем и может также инфицировать лимфоциты и миелоидные клетки, помимо эпителия легких. Экспрессия белка оболочки JSRV активирует сигнальные каскады, которые способствуют клеточной пролиферации и злокачественной трансформации клеток. Первоначально опухолевые клетки растут вдоль альвеолярных стенок по схеме, напоминающей человеческий BAC, но впоследствии становятся более инвазивными и метастазируют в местные лимфатические узлы . Более крупные опухоли могут быть некротическими.и фиброматозный в их центре. По мере роста опухоли производство жидкости в легких увеличивается, что может способствовать распространению вируса на других овец. Только когда опухоль достигает размера, достаточного для нарушения функции легких, появляются клинические признаки. Важно отметить, что большинство инфицированных животных в эндемичных районах никогда не проявляют внешних признаков инфекции, но они могут выделять вирус, тем самым способствуя непреднамеренному занесению болезни в ранее не пораженные стада и новые географические районы. [5]

Структура генома [ править ]

Геном экзогенного вируса состоит из 7462 оснований и имеет классическое расположение генома «gag», «pol», «env» и фланкирован длинным концевым повтором (LTR) на каждом конце. Есть 4 гена, которые кодируют структурные белки вируса. Они представляют собой «gag», кодирующие структурные внутренние белки вириона, включающие «матрицу» (MA), «капсид» (CA) и «нуклеокапсид» (NC); «про», который кодирует аспарагиновую протеазу (PR); «pol», который кодирует ферменты «RT» и «интеграза» (IN); и «env», который кодирует гликопротеины «поверхностной» (SU) и «трансмембранной» (TM) оболочки .Вирусные белки сначала синтезируются в виде крупных предшественников, а затем перерабатываются в зрелые белки путем протеолитического расщепления. [5]Дополнительная открытая рамка считывания (ORF) наблюдалась в вирусном геноме и была названа orfX, и ее функция не определена. [1]

Цикл репликации [ править ]

Первоначальное прикрепление JSRV к его клетке-мишени опосредуется связыванием субъединицы SU гликопротеина Env со специфической молекулой рецептора клеточной поверхности, «Hyal2». Попадание ядра JSRV в цитоплазму активирует обратную транскрипцию , в ходе которой геном одноцепочечной РНК превращается в форму двухцепочечной ДНК и интегрируется как провирус в хозяина. После интеграции экспрессия РНК JSRV из вирусного промотора в LTR контролируется транскрипционной машиной хозяина. После транскрипции и трансляции вирусного генома новое потомствовирус собирается на плазматической мембране и отделяется от клетки-хозяина, приобретая липидную оболочку и их гликопротеины "env". После высвобождения из клетки полипротеины «Gag» - «Pro» - «Pol» расщепляются протеазой до их зрелых форм . Эта стадия созревания необходима для образования инфекционных частиц. [5]

Получатель и запись [ править ]

Клеточным рецептором для JSRV является гиалуронидаза 2 (Hyal2), заякоренный гликофосфатидилинолом (GPI) белок, принадлежащий к семейству гиалуронидаз . Как правило, онкогенные ретровирусы вызывают трансформацию клеток-хозяев в основном за счет инсерционной активации протоонкогена хозяина в онкоген . Но JSRV отличается в этом аспекте, поскольку его гликопротеин оболочки («env») сам по себе является онкогеном, и было показано, что этот единственный белок необходим и достаточен для индукции опухолей легких у овец. [6] В отличие от большинства ретровирусов, Проникновение JSRV в клетку-хозяина зависит от pH. Таким образом, онкогенный JSRV для проникновения заимствовал свойства как pH-зависимых, так и pH-независимых вирусов, что включает как связывание с рецептором, так и низкий pH для трансформации слияния клеток-хозяев. [7]

Иммунный ответ хозяина [ править ]

Важной особенностью инфекции JSRV является отсутствие какого-либо специфического иммунного ответа со стороны хозяина. Вероятное объяснение заключается в том, что овцы иммунологически толерантны к антигенам JSRV из-за экспрессии близкородственных эндогенных белков JSRV в тимусе плода во время развития Т-лимфоцитов, и любые JSRV-реактивные Т-клетки должны распознаваться как `` анти-собственные '' и выборочно удаляться. . Другая гипотеза заключается в том, что опухолевые клетки подавляют экспрессию своего основного класса гистосовместимости I, что, возможно, является причиной отсутствия какого-либо вирусоспецифического цитотоксического Т-клеточного ответа (CTL). [5]

Эндогенный ретровирус овец jaagsiekte [ править ]

Схема, поясняющая процесс интеграции вирусной ДНК в геном хозяина

В ходе эволюции геном овец включал в себя части ретровируса овец Яагксиете, ныне известного как эндогенный ретровирус овец Яагксиете (enJSRV). [8] Существует 27 известных копий enJSRV в геноме овцы, пять из которых имеют интактные последовательности, обнаруженные во всех ретровирусах . [2] [9] Похоже, они были приняты геномом овец, поскольку enJSRV способствует развитию плаценты и обеспечивает защиту от подобных ретровирусов. [8] [9] Анализы in vitro показали, что enJSRV делает это, блокируя различные стадии цикла репликации вируса . [2] [9] [10]Примером этой защиты является эпителий эндометрия овцы, где высокая экспрессия enJSVR предотвращает проникновение экзогенного JSVR в клетки посредством блокирования общего рецептора для обоих, HYAL2. [9] Однако вирус Jaagsiekte иногда может мутировать, чтобы преодолеть эту защиту, и есть свидетельства того, что это произошло за последние 200 лет. [8] Есть также свидетельства того, что эндогенизация вируса Jaagsiekte все еще происходит сегодня. [2]

Воспроизведение механизма enJSRV [ править ]

Образ барашка

У овец enJSRVs высоко экспрессируются в эпителии, выстилающем различные репродуктивные ткани, включая влагалище , матку и яйцевод . РНК из enJSRVs впервые обнаружен в зародыше на день 12. [11] Эксперименты обнаружили , что enJSRV огибающего регулирует трофобласт рост и дифференциация в пределах пери-имплантации зародыша. [12] Было обнаружено, что enJSRV экспрессируются в клетках трофэктодермы плаценты. Их выражение совпадает с ключевыми событиями удлинения концептуса и наступлениемдифференцировка гигантских двуядерных клеток трофобласта (BNC) . [11] Кроме того, было замечено, что инъекция морфолино (ингибитор образования оболочки enJSRV) в матку беременной овцы на 8-й день беременности приводила к снижению удлинения концептуса и ингибированию дифференцировки гигантского BNC трофобласта. [11] Удлинение концептуса овцы является важным процессом, поскольку он приводит к выработке тау-интерферона (IFNT), который является сигналом распознавания беременности, необходимым для выживания концептуса. [13] Это стимулирует желтое тело к дальнейшему выделениюпрогестерон и начало имплантации . [13] После инъекции морфолино было замечено, что выкидыш наступил через 12 дней. [12] Эта работа поддерживает гипотезу, что enJSRVs критически важны для репродукции овец и морфогенеза плаценты .

HYAL2 [ править ]

Гиалуронидаза 2 (HYAL2) служит рецептором на клеточной поверхности как для экзогенной, так и для эндогенной оболочки JSRV (env). МРНК HYAL2 может быть обнаружена в BNC и многоядерных синцитиях плацентомов овец во время беременности, но не в клетках трофэктодермы или каких-либо клетках эндометрия. [12] Анализ гибридизации in situ показал, что мРНК HYAL2 была обнаружена только в двухъядерных клетках и многоядерных синцитиальных бляшках. [10] Предполагается, что взаимодействия enJSRV с HYAL2 жизненно важны для роста и дифференцировки плаценты. [11] Хотя клеточный и молекулярный механизм все еще не ясен, очевидно, что он играет роль в защите матки от вирусной инфекции и морфогенеза плаценты.[10]

Совместная экспрессия оболочки enJSRV и HYAL2 в одних и тех же типах клеток поддерживает гипотезу, что HYAL2 связывается с enJSRVs env на двуядерных клетках и способствует их слиянию в многоядерные синцитии. [8]

Сравнительная физиология человека и мышей [ править ]

Для сравнительной физиологии представляет интерес то, что присутствие экспрессии белка оболочки enJSRV в развивающейся плаценте овцы очень похоже на то, что наблюдается для синцитина у людей и мышей. [14] Во время формирования синцитиотрофобласта плаценты человека путем слияния мононуклеарных цитотрофобластов специфически экспрессируются синцитины человека. Синцитины являются фузогенными при экспрессии in vitro , что подтверждает гипотезу о том, что они участвуют в морфогенезе плаценты. [8] Эти наблюдения подтверждают теорию о том, что древняя ретровирусная инфекция имела важные последствия для эволюции млекопитающих.. [8] Участие бета-ретровируса enJSRV в концептуальных трофобластах овец является дополнительным аргументом в пользу его участия в плацентации овец. [8]

Будущие направления и резюме [ править ]

Исследования эндогенных ретровирусов подтверждают идею о том, что они могут играть решающую роль в росте концептуальных клеток, дифференцировке плаценты и слиянии клеток у млекопитающих. Морфологические аспекты дифференцировки двуядерных клеток у жвачных, таких как овцы, хорошо изучены, но механизмы четко не определены - хотя данные показывают, что РНК enJSRV и мРНК HYAL2 коэкспрессируются в двухъядерных клетках и многоядерных синцитиотрофобластах на протяжении всей беременности.

См. Также [ править ]

  • Энзоотический вирус носовой опухоли
  • Аденокарцинома легких овцы
  • Энзоотическая аденокарцинома носа

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b York DF, Querat G (2003). «История аденокарциномы легких овец (jaagsiekte) и эксперименты, ведущие к вычету нуклеотидной последовательности JSRV». Актуальные темы микробиологии и иммунологии . 275 : 1–23. DOI : 10.1007 / 978-3-642-55638-8_1 . PMID  12596893 .
  2. ^ a b c d Арно Ф, Варела М., Спенсер Т. Е., Пальмарини М. (ноябрь 2008 г.). «Коэволюция эндогенных бета-вирусов овец и их хозяев» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 65 (21): 3422–32. DOI : 10.1007 / s00018-008-8500-9 . PMC 4207369 . PMID 18818869 .  
  3. ^ Хопвуд P, Уоллес WA, Cousens C, Dewar P, Малдун M, Норвал M, Griffiths DJ (ноябрь 2010). «Отсутствие маркеров бетаретровирусной инфекции в аденокарциноме легких человека». Патология человека . 41 (11): 1631–40. DOI : 10.1016 / j.humpath.2010.05.013 . PMID 20825971 . 
  4. ^ Лера С, Girard Н, Коттен В, Т Гренландия, Mornex ДФ, Арчер F (2007). «Ретровирус овец Jaagsiekte (JSRV): от вируса к раку легких у овец» . Ветеринарные исследования . 38 (2): 211–28. DOI : 10.1051 / vetres: 2006060 . PMID 17257570 . 
  5. ^ a b c d Griffiths DJ, Martineau HM, Cousens C (май 2010 г.). «Патология и патогенез аденокарциномы легких овец». Журнал сравнительной патологии . 142 (4): 260–83. DOI : 10.1016 / j.jcpa.2009.12.013 . PMID 20163805 . 
  6. ^ Caporale M, Cousens C, Centorame P, Pinoni C, De Херас M, Palmarini M (август 2006). «Экспрессия гликопротеина оболочки ретровируса овцы jaagsiekte достаточна для индукции опухолей легких у овец» . Журнал вирусологии . 80 (16): 8030–7. DOI : 10,1128 / JVI.00474-06 . PMC 1563803 . PMID 16873259 .  
  7. ^ Коте М, Чжэн YM, Лю SL (ноябрь 2009). «Связывание рецептора и низкий pH коактивируют слияние, опосредованное оболочкой онкогенного ретровируса» . Журнал вирусологии . 83 (22): 11447–55. DOI : 10,1128 / JVI.00748-09 . PMC 2772678 . PMID 19726505 .  
  8. ^ Б с д е е г Armezzani А, Варела М, Спенсер ТЕ, Palmarini М, Р Арно (декабрь 2014). « « Ménage à Trois »: эволюционное взаимодействие между JSRV, enJSRV и домашними овцами» . Вирусы . 6 (12): 4926–45. DOI : 10,3390 / v6124926 . PMC 4276937 . PMID 25502326 .  
  9. ^ a b c d Варела М., Спенсер Т. Е., Пальмарини М., Арно Ф. (октябрь 2009 г.). «Дружественные вирусы: особые отношения между эндогенными ретровирусами и их хозяином» . Летопись Нью-Йоркской академии наук . 1178 : 157–72. DOI : 10.1111 / j.1749-6632.2009.05002.x . PMC 4199234 . PMID 19845636 .  
  10. ^ a b c Данлэп К.А., Пальмарини М., Адельсон Д.Л., Спенсер Т.Э. (август 2005 г.). «Эндогенные бета-ретровирусы овец (enJSRV) и рецептор гиалуронидазы 2 (HYAL2) в матке и понятии овец» . Биология размножения . 73 (2): 271–9. DOI : 10.1095 / biolreprod.105.039776 . PMID 15788753 . 
  11. ^ а б в г Блэк С.Г., Арно Ф., Пальмарини М., Спенсер Т.Э. (октябрь 2010 г.). «Эндогенные ретровирусы в дифференцировке трофобластов и развитии плаценты» . Американский журнал репродуктивной иммунологии . 64 (4): 255–64. DOI : 10.1111 / j.1600-0897.2010.00860.x . PMC 4198168 . PMID 20528833 .  
  12. ^ a b c Данлэп К.А., Палмарини М., Варела М., Бургхардт Р.С., Хаяши К., Фармер Дж. Л., Спенсер Т. Э. (сентябрь 2006 г.). «Эндогенные ретровирусы регулируют периимплантационный рост и дифференцировку плаценты» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (39): 14390–5. DOI : 10.1073 / pnas.0603836103 . PMC 1599973 . PMID 16980413 .  
  13. ^ a b Брукс К., Бернс Г., Спенсер Т.Э. (2014). «Удлинение концептуса у жвачных животных: роль прогестерона, простагландина, тау-интерферона и кортизола» . Журнал зоотехники и биотехнологии . 5 (1): 53. DOI : 10,1186 / 2049-1891-5-53 . PMC 4373033 . PMID 25810904 .  
  14. ^ Данлоп К.А., Palmarini М, Спенсер TE (апрель 2006). «Эндогенные бета-ретровирусы овец (enJSRV) и плацентарный морфогенез». Плацента . 27 (Дополнение A): S135-40. DOI : 10.1016 / j.placenta.2005.12.009 . PMID 16533524 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Пальмарини М, Фан Х (2003). «Молекулярная биология ретровируса овец jaagsiekte». Актуальные темы микробиологии и иммунологии . Актуальные темы микробиологии и иммунологии. 275 : 81–115. DOI : 10.1007 / 978-3-642-55638-8_4 . ISBN 978-3-642-62897-9. PMID  12596896 .
  • Шарп Дж. М., ДеМартини Дж. С. (2003). «Естественная история JSRV у овец». Актуальные темы микробиологии и иммунологии . 275 : 55–79. DOI : 10.1007 / 978-3-642-55638-8_3 . PMID  12596895 .