Ретровирус охотничьей болезни овец
| Ретровирус охотничьей болезни овец | |
|---|---|
| |
Классификация вирусов 
| |
| (без рейтинга): | Вирус |
| Область : | Рибовирия |
| Королевство: | Паранавиры |
| Тип: | Артвервирикота |
| Сорт: | Ревтравирицеты |
| Заказ: | Ортервирусы |
| Семья: | Ретровирусиды |
| Род: | Бетаретровирус |
| Разновидность: | Ретровирус охотничьей болезни овец
|
Ретровирус овец Яагсиекте ( JSRV ) представляет собой бетаретровирус , который является возбудителем заразного рака легких у овец, называемого аденокарциномой легких овец .
Естественная история
[ редактировать ]JSRV — это вирус, который является причиной заразной опухоли легких у овец, называемой аденокарциномой легких овцы (OPA). Заболевание также называлось «jaagsiekte», от слов на языке африкаанс , означающих «погоня» ( jaag ) и «болезнь» ( siekte ), для описания респираторного расстройства, наблюдаемого у животного, запыхавшегося в результате погони, что указывает на затруднение дыхания, которое испытывает животное. зараженными овцами. Передача вируса происходит аэрозольным путем, распространяясь между овцами. [ нужна ссылка ]
Экзогенная . инфекционная форма JSRV имеет эндогенный аналог, который присутствует в геномах всех овец и коз [ 1 ] овцы Геном содержит около 27 копий эндогенных ретровирусов (enJSRV), тесно связанных с JSRV. Эндогенный JSRV играет несколько ролей в эволюции домашних овец, поскольку они способны блокировать цикл репликации JSRV и играть решающую роль в развитии концепта овцы и плаценты морфогенезе . [ 2 ]
Хотя OPA напоминает рак легких человека, неизвестно, что рак легких человека вызывается бетаретровирусами . [ 3 ] Несмотря на то, что возможность вирусной причины бронхоальвеолярного рака исключена, понимание молекулярных механизмов, приводящих к трансформации легочного эпителия JSRV, может представлять интерес в контексте терапевтических подходов к раку легких человека в целом и бронхоальвеолярной аденокарциноме (BAC). в частности. [ 4 ]
Классификация
[ редактировать ]JSRV принадлежит к семейству Retroviridae , подсемейству Orthoretrovirinae и роду Betaretrovirus . [ нужна ссылка ]
Патогенез
[ редактировать ]JSRV передается респираторным путем и может инфицировать не только эпителий легких, но и лимфоциты и миелоидные клетки. Экспрессия белка оболочки JSRV активирует сигнальные каскады, которые способствуют клеточной пролиферации и злокачественной трансформации клеток. Первоначально опухолевые клетки растут вдоль альвеолярных стенок по образцу, напоминающему ВАС человека, но впоследствии становятся более инвазивными и метастазируют в местные лимфатические узлы . Опухоли большего размера могут быть некротическими и фиброматозными в центре. По мере роста опухоли выработка жидкости в легких увеличивается, что может способствовать распространению вируса на других овец. Клинические признаки появляются только тогда, когда опухоль достигает достаточно большого размера, чтобы поставить под угрозу функцию легких. Крайне важно, что у большинства инфицированных животных в эндемичных районах никогда не проявляются внешние признаки инфекции, но они могут выделять вирус, способствуя тем самым непреднамеренному заносу болезни в ранее незараженные стада и новые географические районы. [ 5 ]
Структура генома
[ редактировать ]Геном экзогенного вируса состоит из 7462 оснований, имеет классическое расположение генома «gag», «pol», «env» и фланкирован длинным терминальным повтором (LTR) на каждом конце. Существует 4 гена, которые кодируют структурные белки вируса. Они представляют собой «кляп», кодирующий структурные внутренние белки вириона , включающие «матрикс» (МА), «капсид» (КА) и «нуклеокапсид» (НК); «про», который кодирует аспарагиновую протеазу (PR); «pol», который кодирует ферменты «RT» и «интеграза» (IN); и «env», который кодирует «поверхностные» (SU) и «трансмембранные» (TM) оболоточные гликопротеины . Вирусные белки первоначально синтезируются в виде крупных предшественников, а затем процессируются в зрелые белки путем протеолитического расщепления. [ 5 ] В вирусном геноме наблюдалась дополнительная открытая рамка считывания (ORF), получившая название orfX, и ее функция не определена. [ 1 ]
Цикл репликации
[ редактировать ]Первоначальное прикрепление JSRV к клетке-мишени опосредуется посредством связывания 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 преобразуется в форму двухцепочечной ДНК и интегрируется как провирус в хозяина. После интеграции экспрессия РНК JSRV с вирусного промотора в LTR контролируется транскрипционной машиной хозяина. После транскрипции и трансляции вирусного генома новое потомство вируса собирается на плазматической мембране и отпочковывается от клетки-хозяина, приобретая липидную оболочку и гликопротеины «env». После выхода из клетки полипротеины Gag-Pro-Pol расщепляются до зрелых форм с помощью протеазы . Этот этап созревания важен для образования инфекционных частиц. [ 5 ]
Рецептор и вход
[ редактировать ]Клеточным рецептором JSRV является гиалуронидаза 2 (Hyal2), гликофосфатидилинол (GPI)-заякоренный белок, принадлежащий семейству гиалуронидаз . Как правило, онкогенные ретровирусы вызывают трансформацию хозяина клеток-хозяев главным образом путем инсерционной активации протоонкогена в онкоген . Но JSRV отличается в этом аспекте, поскольку его оболочечный гликопротеин («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 позаимствовал черты как pH-зависимых, так и pH-независимых вирусов для проникновения, которое включает как связывание с рецептором, так и низкий pH для слияния клеток-хозяев. [ 7 ]
Иммунный ответ хозяина
[ редактировать ]Важной особенностью инфекции JSRV является отсутствие какого-либо специфического иммунного ответа со стороны хозяина. Вероятное объяснение состоит в том, что овцы иммунологически толерантны к антигенам JSRV из-за экспрессии близкородственных эндогенных белков JSRV в плода тимусе во время развития Т-лимфоцитов, и любые JSRV-реактивные Т-клетки должны быть распознаны как «антисобственные» и избирательно удалены. . Другая гипотеза заключается в том, что опухолевые клетки подавляют экспрессию своего основного класса гистосовместимости I, что, возможно, является причиной отсутствия какого-либо вирусспецифического цитотоксического Т-клеточного ответа (CTL). [ 5 ]
Эндогенный ретровирус овец Яагсекте
[ редактировать ]
В ходе эволюции геном овцы включал в себя части ретровируса овцы Яагсиекте, теперь известного как эндогенный ретровирус овцы Яагсиекте (enJSRV). [ 8 ] В геноме овцы известно 27 копий enJSRV, пять из которых имеют интактные последовательности, обнаруженные во всех ретровирусах . [ 2 ] [ 9 ] Похоже, они были заимствованы геномом овцы, 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 ] Пример этой защиты наблюдается в эпителии эндометрия овец, где высокая экспрессия enJSVR предотвращает проникновение экзогенного JSVR в клетки посредством блокирования общего для обоих рецепторов, HYAL2. [ 9 ] Однако вирус Яагсекте иногда может мутировать , преодолевая эту защиту, и есть свидетельства того, что это произошло за последние 200 лет. [ 8 ] Есть также признаки того, что эндогенизация вируса Яагсекте происходит и сегодня. [ 2 ]
механизм enJSRV в воспроизводстве
[ редактировать ]
У овец enJSRV высоко экспрессируются в эпителии, выстилающем различные репродуктивные ткани, включая влагалище , матку и яйцевод . РНК . enJSRVs впервые обнаруживается у концептуса на 12-й день [ 11 ] Эксперименты показали, что оболочка enJSRV регулирует трофобласта рост и дифференцировку в рамках периимплантационной концепции. [ 12 ] Было обнаружено, что enJSRV экспрессируются в клетках трофэктодермы плаценты. Их экспрессия совпадает с ключевыми событиями удлинения концептуса и началом трофобласта гигантских двуядерных клеток (BNC) дифференцировки . [ 11 ] Кроме того, было замечено, что инъекция морфолинов (ингибитора продукции оболочки enJSRV) в матку беременных овец на 8-й день беременности приводила к уменьшению удлинения зачатка и ингибированию дифференцировки гигантских BNC трофобластов. [ 11 ] Удлинение концепта овцы является важным процессом, поскольку оно приводит к выработке тау-интерферона (IFNT), который является сигналом распознавания беременности, необходимым для выживания концепта. [ 13 ] Это стимулирует желтое тело продолжать секрецию прогестерона и начало имплантации . [ 13 ] После инъекции морфолино было отмечено, что потеря беременности произошла через 12 дней. [ 12 ] Эта работа подтверждает гипотезу о том, что enJSRVs играют решающую роль в репродукции овец и морфогенезе плаценты . [ нужна ссылка ]
ГИАЛ2
[ редактировать ]Гиалуронидаза 2 (HYAL2) служит рецептором на клеточной поверхности как для экзогенной, так и для эндогенной оболочки JSRV (env). мРНК HYAL2 может быть обнаружена в БНК и многоядерных синцитиях плацентомов овцы во время беременности, но не в клетках трофэктодермы или каких-либо клетках эндометрия. [ 12 ] гибридизации in situ Анализ показал, что мРНК HYAL2 обнаруживалась только в двуядерных 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 до сих пор неясен, 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 подтверждает гипотезу о том, что HYAL2 связывается с enV enJSRV на двуядерных клетках и способствует их слиянию в многоядерные синцитии. [ 8 ]
Сравнительная физиология человека и мышей.
[ редактировать ]Интерес для сравнительной физиологии представляет то, что наличие экспрессии белка оболочки enJSRV в развивающейся плаценте овцы очень похоже на таковое, наблюдаемое для синцитина у людей и мышей. [ 14 ] Во время формирования синцитиотрофобласта плаценты человека путем слияния мононуклеарных цитотрофобластов специфически экспрессируются синцитины человека. Синцитины фузогенны 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 бетаретровируса enJSRV в трофобластах концептуса овцы дополнительно подтверждает его участие в плацентации овцы. [ 8 ]
Будущие направления и резюме
[ редактировать ]Исследования эндогенных ретровирусов подтверждают идею о том, что они могут играть решающую роль в росте эмбриона, дифференцировке плаценты и слиянии клеток у млекопитающих. Морфологические аспекты дифференцировки двуядерных клеток у жвачных животных, таких как овцы, хорошо изучены, но механизмы четко не определены, хотя данные показывают, что РНК enJSRV и мРНК HYAL2 совместно экспрессируются в двуядерных клетках и многоядерных синцитиотрофобластах на протяжении всего периода беременности. [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Йорк Д.Ф., Керат Дж. (2003). «История аденокарциномы легких овец (Яагсикте) и эксперименты, ведущие к определению нуклеотидной последовательности JSRV». Ретровирус овец Яагсиекте и рак легких . Актуальные темы микробиологии и иммунологии. Том. 275. стр. 1–23. дои : 10.1007/978-3-642-55638-8_1 . ISBN 978-3-642-62897-9 . ПМИД 12596893 .
- ^ Jump up to: а б с д Арно Ф., Варела М., Спенсер Т.Э., Пальмарини М. (ноябрь 2008 г.). «Коэволюция эндогенных бетаретровирусов овец и их хозяина» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 65 (21): 3422–32. дои : 10.1007/s00018-008-8500-9 . ПМК 4207369 . ПМИД 18818869 .
- ^ Хопвуд П., Уоллес В.А., Казенс С., Дьюар П., Малдун М., Норвал М., Гриффитс DJ (ноябрь 2010 г.). «Отсутствие маркеров бетаретровирусной инфекции при аденокарциноме легких человека». Патология человека . 41 (11): 1631–40. дои : 10.1016/j.humpath.2010.05.013 . ПМИД 20825971 .
- ^ Леру С., Жирар Н., Коттин В., Гренланд Т., Морнекс Дж. Ф., Арчер Ф. (2007). «Ретровирус овец Яагсиекте (JSRV): от вируса до рака легких у овец» . Ветеринарное исследование . 38 (2): 211–28. doi : 10.1051/vetres:2006060 . ПМИД 17257570 .
- ^ Jump up to: а б с д Гриффитс DJ, Мартино Х.М., Казенс С. (май 2010 г.). «Патология и патогенез аденокарциномы легких овец» . Журнал сравнительной патологии . 142 (4): 260–83. дои : 10.1016/j.jcpa.2009.12.013 . ПМИД 20163805 .
- ^ Капорале М., Казенс С., Центораме П., Пинони С., Де лас Эрас М., Пальмарини М. (август 2006 г.). «Экспрессия гликопротеина оболочки ретровируса овец jaagsiekte достаточна, чтобы вызвать опухоли легких у овец» . Журнал вирусологии . 80 (16): 8030–7. дои : 10.1128/JVI.00474-06 . ПМЦ 1563803 . ПМИД 16873259 .
- ^ Коте М., Чжэн Ю.М., Лю С.Л. (ноябрь 2009 г.). «Связывание рецептора и низкий уровень pH коактивируют слияние, опосредованное оболочкой онкогенного ретровируса» . Журнал вирусологии . 83 (22): 11447–55. дои : 10.1128/JVI.00748-09 . ПМЦ 2772678 . ПМИД 19726505 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Армеццани А., Варела М., Спенсер Т.Э., Пальмарини М., Арно Ф. (декабрь 2014 г.). « Ménage à Trois»: эволюционное взаимодействие между JSRV, enJSRV и домашними овцами» . Вирусы . 6 (12): 4926–45. дои : 10.3390/v6124926 . ПМЦ 4276937 . ПМИД 25502326 .
- ^ Jump up to: а б с д Варела М., Спенсер Т.Э., Пальмарини М., Арно Ф. (октябрь 2009 г.). «Дружественные вирусы: особые отношения между эндогенными ретровирусами и их хозяином» . Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1178 : 157–72. дои : 10.1111/j.1749-6632.2009.05002.x . ПМК 4199234 . ПМИД 19845636 .
- ^ Jump up to: а б с Данлэп К.А., Пальмарини М., Адельсон Д.Л., Спенсер Т.Е. (август 2005 г.). «Эндогенные бетаретровирусы овец (enJSRV) и рецептор гиалуронидазы 2 (HYAL2) в матке и эмбрионе овцы» . Биология размножения . 73 (2): 271–9. дои : 10.1095/biolreprod.105.039776 . ПМИД 15788753 .
- ^ Jump up to: а б с д Блэк С.Г., Арно Ф., Пальмарини М., Спенсер Т.Е. (октябрь 2010 г.). «Эндогенные ретровирусы в дифференцировке трофобласта и развитии плаценты» . Американский журнал репродуктивной иммунологии . 64 (4): 255–64. дои : 10.1111/j.1600-0897.2010.00860.x . ПМК 4198168 . ПМИД 20528833 .
- ^ Jump up to: а б с Данлэп К.А., Пальмарини М., Варела М., Бургхардт Р.К., Хаяши К., Фармер Дж.Л., Спенсер Т.Е. (сентябрь 2006 г.). «Эндогенные ретровирусы регулируют периимплантационный рост и дифференцировку плаценты» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (39): 14390–5. Бибкод : 2006PNAS..10314390D . дои : 10.1073/pnas.0603836103 . ПМК 1599973 . ПМИД 16980413 .
- ^ Jump up to: а б Брукс К., Бернс Г., Спенсер Т.Э. (2014). «Удлинение зачатия у жвачных животных: роль прогестерона, простагландина, тау-интерферона и кортизола» . Журнал зоотехники и биотехнологии . 5 (1): 53. дои : 10.1186/2049-1891-5-53 . ПМЦ 4373033 . ПМИД 25810904 .
- ^ Данлэп К.А., Пальмарини М., Спенсер Т.Е. (апрель 2006 г.). «Овечьи эндогенные бетаретровирусы (enJSRV) и плацентарный морфогенез». Плацента . 27 (Приложение А): S135-40. дои : 10.1016/j.placenta.2005.12.009 . ПМИД 16533524 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Пальмарини М., Фан Х. (2003). «Молекулярная биология ретровируса овец Яагсекте». Ретровирус овец Яагсиекте и рак легких . Актуальные темы микробиологии и иммунологии. Том. 275. стр. 81–115. дои : 10.1007/978-3-642-55638-8_4 . ISBN 978-3-642-62897-9 . ПМИД 12596896 .
- Шарп Дж. М., ДеМартини Дж. К. (2003). «Естественная история JSRV у овец». Ретровирус овец Яагсиекте и рак легких . Актуальные темы микробиологии и иммунологии. Том. 275. стр. 55–79. дои : 10.1007/978-3-642-55638-8_3 . ISBN 978-3-642-62897-9 . ПМИД 12596895 .