大型学术专著《狂犬病(RABIES)》第9章的译文(13)
前记: 目前国际上关于狂犬病研究最权威最全面的大型学术专著是《狂犬病的科学基础和管控(RABIES: SCIENTIFIC BASIS OF THE DISEASE AND ITS MANAGEMENT)》,简称《狂犬病(RABIES)》。该书最新版(第4版)已于2020年5月面世。该书共有22章,其中第9章是《狂犬病的发病机理(Pathogenesis)》。现将此章的内容全文翻译成中文供参考。
第9章 狂犬病的发病机理(Pathogenesis)(13)
8. RABV感染在中枢神经系统引起的结构性损伤(2)
(Structural damage caused by RABV infection in the CNS )
8.2 细胞凋亡(Apoptosis )(1)
细胞凋亡是细胞在应对多种刺激时发生生理性死亡的过程。它是胚胎发育、免疫系统成熟以及正常组织更新过程中的一种正常过程(Buja, Eigenbrodt, & Eigenbrodt, 1993; Thompson, 1995)。从形态学上看,细胞凋亡的特点是单个实质细胞的核和胞质浓缩,随后是核染色质的断裂和浓缩的核物质和胞质形成多个碎片(Buja et al., 1993)。这种物质会被吞噬细胞吞噬,但通常不会出现炎症反应。与之相反,细胞坏死的特征是细胞轮廓的保存,细胞及其细胞器会有不同程度的肿胀。细胞碎片化在坏死过程中通常是较晚发生的事件。坏死过程中会发生能量和底物代谢紊乱,导致细胞膜和细胞器膜破裂。另一方面,细胞凋亡与内切酶介导的核染色体DNA的断裂有关,导致DNA片段的大小为单个核小体长度(180个碱基对)的整数倍。凋亡过程中核小体间的DNA断裂在琼脂糖凝胶电泳中会导致DNA出现“梯带(ladder)”的形态,而在坏死过程中,DNA在电泳后会发生不那么特异的降解,形成含有各种大小片段的“斑点”。
细胞凋亡在许多病毒感染中,包括由大量RNA和DNA病毒引起的感染中,可能发挥着重要的致病作用。细胞凋亡发生在人类和实验动物的中枢神经系统的许多感染中(Allsopp & Fazakerley, 2000; Hardwick,;Roulston, Marcellus, & Branton, 1999)。在用RABV固定毒株进行脑内接种的实验小鼠狂犬病模型中,在培养细胞和神经元中均发现了明显的细胞凋亡证据 ( Jackson, 1999; Jackson & Park, 1998; Jackson & Rossiter, 1997)。用CVS感染的培养的鼠前列腺腺癌AT3细胞的体外研究显示了明显的形态学变化,在光镜和电镜水平上均显示出细胞凋亡,而转染了抗凋亡基因bcl-2的AT3细胞未显示出凋亡变化 ( Jackson & Rossiter, 1997)。AT3细胞也用末端脱氧核苷转移酶介导的dUTP-地高辛(digoxigenin)缺口末端标记(TUNEL)染色法进行了染色,显示出典型凋亡特征的寡核苷酸DNA片段。此外,CVS在体外感染小鼠神经母细胞瘤(N18)细胞也与细胞凋亡有关(Theerasurakarn & Ubol, 1998)。体外研究还表明,RABV的固定毒株ERA在小鼠脾淋巴细胞和人T淋巴细胞系Jurkat中复制并诱导细胞凋亡,并且细胞死亡伴随着病毒糖蛋白的表达 (Thoulouze, Lafage, Montano-Hirose, & Lafon, 1997)。然而,CVS在小鼠胚胎海马神经元中也诱导细胞凋亡,还研究了CVS-24的两种稳定变异株CVS-B2c和CVS-N2c在原代神经元培养物中的细胞凋亡程度和致病性(Morimoto, Hooper, Spitsin, Koprowski, & Dietzschold, 1999)。研究发现,在感染更具致病性的CVS-N2c变异株的原代神经元培养物中,成年小鼠的细胞凋亡程度实际上低于感染致病性较低的CVS-B2c变异株的细胞凋亡程度,这表明致病性和细胞凋亡之间存在反向关系。Guigoni和Coulon(2002年)发现,CVS感染的纯化大鼠脊髓运动神经元原代培养物在7天内未显示出明显的细胞凋亡迹象,而感染的纯化海马神经元在3天内有90%以上的神经元发生细胞凋亡,这表明不同的神经元细胞类型对RABV感染的反应不同。CVS和PV(Pasteur virus)株仅诱导有限的细胞凋亡,而两种疫苗株Evelyn-Rokitnicki-Abelseth(ERA)和SN-10在人神经母细胞瘤SK-N-SH细胞系和淋巴母细胞Jurkat细胞中诱导强烈的细胞凋亡(Baloul & Lafon, 2003; Lay, Prehaud, Dietzschold, & Lafon, 2003; Prehaud, Lay, Dietzschold, & Lafon, 2003; Thoulouze et al., 1997; Thoulouze et al., 2003)。因此,触发细胞凋亡存在病毒依赖和细胞依赖的机制。此外,RABV诱导的细胞凋亡通过依赖和不依赖于半胱天冬酶(caspase)的途径激活(Sarmento, Tseggai, Dhingra, & Fu, 2006; Thoulouze et al., 2003)。激活了caspase 8和caspase 3,但没有激活caspase 9,并且多聚ADP核糖聚合酶(PARP)被切割,这证实了下游caspases的激活和外源性细胞凋亡途径的参与(Kassis, Larrous, Estaquier, & Bourhy, 2004; Sarmento et al., 2006; Ubol, Sukwattanapan, & Utaisincharoen, 1998)。凋亡诱导因子(Apoptosis-inducing factor)是一种促凋亡信号转导小分子,在感染中被证明是上调的,并从细胞质转移到细胞核,在细胞核中与DNA结合并引发染色质凝聚,表明激活了一种不依赖caspase的途径(Sarmento et al., 2006)。
(未完待续)
参考文献:
Alan C. Jackson., Pathogenesis, in: RABIES: SCIENTIFIC BASIS OF THE DISEASE AND ITS MANAGEMENT, 4th edition,
https://shop.elsevier.com/books/rabies/fooks/978-0-12-818705-0
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