HCV NS3丝氨酸蛋白酶及以其为靶位的抗感染研究进展

丙型肝炎病毒感染最显著的特征是慢性化,已经成为严重的社会公共卫生问题.目前治疗方法仅限于干扰素-利巴韦林联合使用,持续疗效有限而且副作用大,因此迫切需要寻找特异有效的抗病毒药物.HCV NS3基因编码的NS3蛋白具有丝氨酸蛋白水解酶、解旋酶和磷酸核苷酶活性,在病毒RNA复制和多聚蛋白前体的加工成熟中有着重要作用.因此,NS3丝氨酸蛋白酶的抑制剂是抗病毒的理想药物.本文就HCV NS3丝氨酸蛋白酶及以其为靶位的抗感染研究综述如下.     

HCV NS3/4A介导的逃逸机体固有免疫研究进展

丙型肝炎病毒(HCV)为单股正链RNA病毒,归类于黄病毒科、肝炎病毒属,有6个基因型.HCV基因组含有约9600个碱基,编码一条约3010个氨基酸的多聚蛋白前体,该多聚蛋白在翻译的同时或之后被宿主和病毒的蛋白酶剪切加工成至少10种成熟蛋白,包括结构蛋白Core、E1、E2和p7,非结构蛋白NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A和NS5B.其中HCV NS3/4A丝氨酸蛋白酶不仅是HCV多聚蛋白前体加工成熟的关键酶,而且还通过调控干扰素调控因子(IRF)-3的表达水平,从而破坏细胞内固有免疫通路,使病毒能够逃避宿主的固有免疫反应,并形成长期的持续性感染[1].     

HCV NS3丝氨酸蛋白酶及以其为靶位的抗感染研究进展

丙型肝炎病毒感染最显著的特征是慢性化，已经成为严重的社会公共卫生问题。目前治疗方法仅限于干扰素-利巴韦林联合使用，持续疗效有限而且副作用大，因此迫切需要寻找特异有效的抗病毒药物。HCV NS3基因编码的NS3蛋白具有丝氨酸蛋白水解酶、解旋酶和磷酸核苷酶活性，在病毒RNA复制和多聚蛋白前体的加工成熟中有着重要作用。因此，NS3丝氨酸蛋白酶的抑制剂是抗病毒的理想药物。本文就HCV NS3丝氨酸蛋白酶及以其为靶位的抗感染研究综述如下。     

ULBP1启动子报告质粒的构建及NS3/4A蛋白对ULBP1基因转录的作用

目的: 构建含有ULBP1基因启动子的报告质粒, 并初步研究NS3/4A对ULBP1转录的影响.方法: 将ULBP1启动子核心区序列连接在pGL3-enhance载体上构建ULBP1报告质粒pGL3-ULBP1质粒;将HCV的蛋白酶NS3/4A基因亚克隆到pcDNA3-Flag载体上(pcDNA3-Flag-NS3/4A), Western blot 检测其表达.用荧光分度计检测NS3/4A对ULBP1转录水平的影响.结果: 成功构建了含有ULBP1启动子的报告质粒pGL3-ULBP1和FLAG-NS3/4A真核表达质粒, 并检测到NS3/4A可以抑制ULBP1的转录.结论: HCV的蛋白酶NS3/4A可以抑制ULBP1的转录.     

丙型肝炎病毒非结构蛋白NS3的研究进展

丙型肝炎病毒(HCV)非结构蛋白NS3共有631个氨基酸组成,具有丝氨酸蛋白酶和三磷酸核苷酶(NTPase)和螺旋酶(Helicase)的功能,在HCV多聚蛋白的成熟和病毒复制过程中发挥重要作用.非结构蛋白NS3具有较强的免疫原性和抗原性,是检测HCV感染的主要抗原之一.近年的研究发现NS3内部的裂解产物更具有致癌潜能.此外,NS3蛋白还参与NS5A的超磷酸化修饰过程等.     

活体荧光成像监测HCV NS3/4A蛋白在小鼠体内的瞬时表达

目的建立HCV NS3/4A蛋白酶在小鼠体内可视化表达模型。方法利用水动力转染技术将融合基因NS3/4A-Fluc转染至小鼠肝脏,建立目的基因的瞬时表达模型,通过RT-PCR方法检测目的基因Fluc及NS3/4A的RNA表达水平,以及通过Western blot方法检测目的基因NS3/4A-Fluc的蛋白表达水平。结果建立了通过报告基因Fluc反映HCV NS3/4A蛋白酶的瞬时表达可视化小鼠模型。结论成功建立了可用于评价NS3/4A蛋白酶的可视化小鼠模型。     

丙型肝炎病毒非结构蛋白NS4A抗原模拟表位的筛选和鉴定

目的：筛选丙型肝炎病毒（hepatitis C virus,HCV)非结构蛋白NS4A（HCV NS4A)特异性噬菌体模拟表位，为抗HCV的疫苗研究探索新途径。方法：以抗HCV NS4A的单克隆抗体作为固相筛选分子，对人工合成的噬菌体随机12肽库进行5轮“吸附－洗脱－扩增”的筛选过程，随机挑取45个克隆，经噬菌体酶联免疫吸附法（ELISA）鉴定并进行交叉反应实验以及竞争抑制性结合实验，最后对所选克隆进行DNA序列分析，以确定HCV NS4A抗原的模拟表位。结果：经噬菌体富集后，从随机筛选的45个克隆中得到13个阳性克隆，确定氨基酸序列XXRXXMXPXXXI为HCV NS4A的模拟表位。结论：用噬菌体12肽库成功筛选得到HCV NS4A的模拟表位，为开展用HCV模拟表位探索HCV的防治研究创造了条件。     

丙型肝炎病毒丝氨酸蛋白酶基因痘苗病毒表达载体的构建及序列分析

应用反转录巢式PCR扩增出丙型肝炎病毒丝氨酸蛋白酶基因,并克隆到痘苗病毒表达载体pSC65中。载体上设计一测序引物,经序列测定证明,已将543个bp长的丝氨酸蛋白酶基因片段正确插入载体。此结果为丙型肝炎病毒NS3区丝氨酸蛋白酶基因在痘苗病毒中的表达,以及建立HCV特异的CTL靶细胞打下基础。     

HCV NS3蛋白单克隆抗体的制备及其识别区域的分析

目的 制备针对丙型肝炎病毒（HCV）非结构区NS3全长蛋白的单克隆抗体（MAb）,并分析获得的单抗识别表位所在区域,为建立以NS3蛋白为靶位的抗HCV研究提供抗体工具。方法 用原核表达的HCV非结构区NS3全长蛋白作为免疫原,采用小鼠腹股沟皮下NC膜包埋法免疫小鼠,按常规杂交瘤细胞的制备方法,经细胞融合、克隆化制备抗NS3蛋白的MAb。用间接免疫荧光法和Westem blot鉴定其特异性。分别构建NS3丝氨酸蛋白酶（NS3蛋白的N末端1／3）编码基因的真核表达质粒pcDNA3．1（-）-ns3p、NS3解旋酶（NS3蛋白的C末端2/3）编码基因的真核表达质粒pcDNA3．1（-）-ns3A,将其瞬时转染COS-7细胞后,以获得的单克隆抗体作为一抗,通过免疫荧光分析获得单抗识别表位所在的区域。结果 获得了2株抗NS3蛋白的单克隆抗体,这2株MAbs均特异识别NS3蛋白,并确定了它们的结合区域。结论 获得了针对NS3蛋白的单克隆抗体,并对其单抗识别表位所在的区域进行了分析,为下一步进行以NS3蛋白为靶位的抗HCV研究奠定了良好的基础。     

湖北地区119例 HCV 1b 型 NS3丝氨酸蛋白酶区的序列变异研究

目的：分析丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)1b 型非结构蛋白3(non-structure protein 3, NS3)丝氨酸蛋白酶区序列的变异规律及影响意义。方法使用基因型别特异性引物,通过巢式 PCR 的方法扩增119例慢性 HCV 1b 型患者血清中 HCV NS3区。对 PCR 产物进行测序后获得 NS3区核苷酸及氨基酸序列。分析119例 HCV 1b 型 NS3区序列的同源性及种系进化,分析 NS3丝氨酸蛋白酶区的变异情况及重要功能位点的突变情况。结果湖北地区 HCV 1b 型与 HCV 1b 型标准株及亚洲地区序列同源性较高,核苷酸序列同源性为85.94％及87.68％,氨基酸序列同源性可达96.83％及92.39％,而与欧美地区1b 型同源性较低,核苷酸序列同源性均为85.57％,氨基酸序列同源性分别为92.17％及93.38％。进化树分析提示湖北地区序列与中国其他地区序列亲缘性较接近,而与日本、东南亚地区及欧美地区的1b 型亲缘性较远。 NS3丝氨酸蛋白酶区185个氨基酸内有34个位点有氨基酸突变,但其重要的功能区包括催化酶底物特异性结合位点以及 Zn2﹢结合位点在所有序列中均高度保守,无一例发生突变。结论对湖北地区 HCV 1b型 NS3丝氨酸蛋白酶区的变异规律及生物学意义的研究进一步丰富和完善了对 HCV 1b 型基因组变异情况的认识。为了解 HCV1b 型在中国地区的进化过程提供一定理论基础。     

聚合酶链反应诱导丙型肝炎病毒(HCV)蛋白酶活性位点的突变及突变HCVNS3/4a蛋白的表达

目的 以聚合酶链反应（PCR）突变方法诱导丙型肝炎病毒（HCV）蛋白酶活性位点ser1165的突变，获得全长非结构基因3（NS3）／4a的表达与纯化。方法 分别以NS3 N端正向引物与诱变反向引物，诱变正向引物与NS4a C端反向引物获得2个PCR产物，产物纯化后在新的PCR反应体系中加入以上2个PCR产物与NS3 N端正向引物、NS4a C端反向引物。再次PCR扩增突变模板，分别与野生型模板重组入表达载体pET26-Ub，转化大肠杆菌BL21（DE3）pCG1，诱导表达后经菌体裂解、纯清化、硫酸铵沉淀、DEAE－Sepharose、NTA纯化，Western blot分析表达蛋白的特异性及PCR诱导突变使HCV蛋白酶活性位点失活的作用。结果 获得诱导突变的模板，Western blot证实该突变可完全阻断对NS3丝氨酸蛋白酶与NS3螺旋酶间的切割，部分阻断了螺旋酶与NS4a间的切割，纯化后的HCV NS3／4a蛋白在SDS－PAGE胶上显示为双带。结论 PCR突变方法简便、有效，获得丝氨酸蛋白酶失活的NS3蛋白表达，NS3蛋白与NS4a蛋白以复合物形式存在。     

HCV非结构蛋白NS5A人源单链可变区抗体基因的筛选与鉴定

目的 筛选、鉴定抗丙型肝炎病毒（HCV）非结构蛋白NS5A的人源单链可变区抗体（ScFv)的编码基因,为HCV NS5A蛋白质生物学功能的研究及抗HCV的基因治疗研究开辟新途径。方法 采用噬菌体表面展示技术,以重组纯化的HCV非结构蛋白NS5A为固相抗原,从噬菌体单链可变区抗体半合成库中经过5轮“吸附-洗脱-扩增”筛选过程,获得抗原结合活性和特异性较强的HCVNS5A人源单链可变区抗体基因片段的阳性克隆,并对其进行免疫检测及序列测定,结果 筛选得到的ScFv片段基因核苷酸序列为789nt,编码由262个氨基酸残基组成的多肽,具有典型的免疫球蛋白轻链和重链可变区的结构特点,基因编码产物具有HCV NS5A蛋白反应的免疫学活性和特异性。结论 利用噬菌体抗体库技术,成功获得了HCV NS5A人单链可变区抗本ScFv编码基因,并获得了可溶性单链抗体的表达。     

丙型肝炎病毒蛋白酶抑制肽构建及活性的初步鉴定

目的 根据丙型肝炎病毒(HCV)丝氨酸蛋白酶4个多肽底物切点的氨基酸序列特异性,设计1个多位点的竞争性抑制多肽序列.方法 采用中心模板法PCR合成多肽基因;利用原核高效表达载体pBVIL1在大肠杆菌HB101中,表达目的多肽;提取包涵体,用离子交换层析纯化蛋白;在体外添加到蛋白酶和NS5A-B片段构建的反应系统中,用SDS-PAGE鉴定多肽对病毒蛋白酶的抑制活性.结果 正确合成了多肽基因,重组载体pBVIL1/IP在HB101中表达了目的多肽;纯化后,获得电泳纯多肽;体外初步测定证实,随多肽浓度增加,蛋白酶底物降解受到抑制.结论 原核表达的重组抑制多肽,体外对HCV蛋白酶活性具有抑制作用.     

丙型肝炎病毒非结构蛋白3人源单链可变区抗体的筛选与鉴定

目的筛选、鉴定抗丙型肝炎病毒 (HCV)非结构蛋白 NS3的人单链可变区抗体 (Sc Fv) ,以解决人体内应用鼠单抗时的免疫原性问题 ,为进行抗 HCV的基因治疗研究开辟新途径。方法采用噬菌体表面展示技术 ,以重组的 HCV非结构蛋白 NS3为固相抗原 ,从噬菌体单链可变区抗体库中经过 5轮“吸附 -洗脱 -扩增”筛选过程 ,获得抗原结合活性较强的 HCVNS3人单链可变区抗体的阳性克隆 ,并对其进行免疫检测及序列测定。结果筛选出来的 Sc Fv片段具有抗 NS3的特异性。证实利用噬菌体抗体库技术 ,可以成功地获得 HCV NS3人单链抗体 Sc Fv的编码基因。结论筛选获得了 HCV非结构蛋白 NS3的特异性单链抗体的编码基因。     

丙型肝炎病毒非结构蛋白4B研究进展

丙型肝炎病毒(HCV)非结构蛋白4B(NS4B)是至今为止功能尚不明确的HCV非结构蛋白,近年来的研究表明其定位于内质网膜,与细胞内膜结构的功能有关.在体外实验中,它和NS4A一起可以抑制宿主细胞的翻译;在一定程度上可以减弱机体对抗病毒药物干扰素-α(INF-α)的反应,同时使病毒可以逃避宿主对病毒的免疫;在HCV病毒的致瘤性方面亦有重要作用.可以与NS3、NS4A、NS5A、NS5B等相互作用,对其它非结构蛋白的功能起协同、促进甚或是下调作用.     

血清中丙型肝炎NS3抗原ELISA检测方法的建立和初步应用

目的 评价血清中丙型肝炎病毒(HCV)游离NS3抗原的酶联免疫吸附(ELISA)检测方法的特异性和灵敏度,初步探讨该方法在临床应用中的意义.方法 对77例正常人血清标本,173例抗-HCV阳性标本和3708例抗-HCV阴性的其他类型肝炎血清标本检测HCV游离NS3抗原;对部分HCV NS3抗原阳性标本进行验证,包括HCV RNA测定、中和试验和免疫斑点试验;对11例患者的25份系列血清标本进行了HCV游离NS3抗原、HCV RNA和HCV抗体的联合检测,并结合临床资料综合分析.结果 3708例抗-HCV阴性的其他类型肝炎血清标本中有48例为HCV NS3抗原阳性,其中3030例单纯乙型肝炎和445例其他类型肝炎血清标本中分别有44例和4例为HCV NS3抗原阳性;173例HCV抗体阳性标本中有42例为HCV NS3抗原阳性;77例正常人血清标本的HCV NS3抗原检测结果均为阴性;15例HCV NS3抗原阳性标本中有9例为HCV RNA阳性;23例HCV NS3抗原阳性标本的中和率和免疫斑点试验的阳性率分别为87.0%和69.6%;25份系列血清标本的检测结果显示其HCV NS3抗原的吸光度值与时间呈负相关,并有2例HCV NS3抗原阳性标本随着血清中HCV NS3抗原的吸光度值下降,其HCV抗体转阳.结论 血清中HCV游离NS3抗原的ELISA检测方法有较好的特异性和敏感度,在发展中国家应用此方法进行HCV感染的早期诊断有一定的临床意义和推广价值.     

增强型绿色荧光蛋白标记的重组丙型肝炎病毒体外细胞培养系统的建立

目的 构建一个易检测且灵敏度高的丙型肝炎病毒(HCV)细胞感染模型,为HCV致病机制的研究和抗病毒药物的筛选提供一个有效的体外细胞培养体系.方法 利用重组PCR技术在HCV的非结构蛋白NS5A的C端引入优势突变点V2440L,然后在其RsrⅡ酶切位点插入增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)报告基因,基因测序及酶切鉴定重组基因序列构建成功后,体外转录获得RNA,然后转染入肝癌细胞系Huh7.5,用Western blot检测EGFP与NS5A融合蛋白,用细胞免疫荧光(IFA)检测病毒复制水平和EGFP表达情况.用RT-PCR检测转染细胞培养液不同时间点的HCV RNA水平.用IFN-α鉴定该系统用于抗丙型肝炎药物筛选的可行性.结果 在重组病毒JFH1-2440-EGFP RNA转染的细胞内可检测到EGFP的表达,EGFP表达水平与病毒复制水平一致.转染细胞的培养上清液能感染新的Huh7.5细胞,IFA结果显示转染后第9天培养上清液的病毒滴度为104 FFU/ml,提示JFH1-2440-EGFP RNA转染的细胞能释放有传染性的HCV病毒颗粒.RT-PCR检测结果显示转染细胞上清液中的HCV RNA在转染72 h后可达到3.06×105拷贝/ml,第9天可达到7.96×106拷贝/ml.EGFP的表达呈干扰素浓度依赖性.结论 构建的重组病毒HCVJFH1-2440-EGFP体外细胞培养系统具有经济、快速、敏感等优点,为HCV致病机制的研究和抗病毒药物的筛选提供了一个有效的工具.     

酵母双杂交技术筛选人白细胞cDNA文库中HCV NS4A结合蛋白及CAML基因的克隆

目的应用酵母双杂交技术筛选人白细胞中与丙型肝炎病毒非结构蛋白4A(HCV NS4A)相互作用的蛋白。方法连接有HCV NS4A酵母表达的载体pGBKT7-NS4A,转化入单倍体酵母细胞AH109,与转化了人白细胞cDNA文库质粒的单倍体酵母细胞Y187进行配合,在营养缺陷型培养基和X-a-半乳糖(X-a-Gal)上进行双重筛选阳性菌落,增菌后提取质粒,转化入大肠埃希细菌(DH5α),提取质粒并测序,进行生物信息学分析。对克隆重复率较高的蛋白编码基因进行克隆和回交验证。结果筛选出在四缺(SD/-Trp-Leu-Ade-His)培养基和在铺有X-a-gal的四缺培养基上均能生长并变成蓝色的真阳性菌落45个,其中钙离子信号调节亲环素配体(CAML)29个。对CAML基因成功克隆,回交验证了HCV NS4A与CAML的相互作用。结论成功筛选出7种在人白细胞cDNA文库中与HCV NS4A特异性相互作用的蛋白,为进一步探讨HCV的致病机制提供了新的线索。     

黄病毒多功能酶NS3研究进展

黄病毒非结构蛋白NS3是一个具有多种酶活性的蛋白,其N端为丝氨酸蛋白酶结构域,C端为RNA解旋酶/核苷三磷酸酶/RNA 5′三磷酸酶结构域。NS3在病毒前体蛋白的加工和病毒基因组的复制过程中发挥重要功能。对NS3的研究有助于新型疫苗和抗病毒药物的设计。本文试图对近年来NS3研究的进展情况进行一简要的回顾。