吳巧梅，劉光清，陳宗艷

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所，上海 200241）

禽源呼腸孤病毒S1基因節(jié)段分子生物學(xué)研究進(jìn)展

吳巧梅，劉光清，陳宗艷

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所，上海 200241）

呼腸孤病毒廣泛的宿主性以及自身基因組的結(jié)構(gòu)特征使其在進(jìn)化過(guò)程中呈現(xiàn)遺傳多樣性，新型禽源呼腸孤病毒在此過(guò)程中不斷出現(xiàn)，引起家禽和水禽養(yǎng)殖業(yè)的嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。其中，關(guān)于S1基因節(jié)段的科學(xué)研究對(duì)于理解病毒致病性改變以及疫苗開(kāi)發(fā)有關(guān)鍵作用。因此，本文擬就禽源呼腸孤病毒的發(fā)生、S1基因的結(jié)構(gòu)及其編碼的非結(jié)構(gòu)蛋白P10、P17和結(jié)構(gòu)蛋白σC的生物學(xué)功能最新研究進(jìn)展作一概述。

禽源呼腸孤病毒；S1基因節(jié)段；P10蛋白；P17蛋白；σC蛋白

Abstract:There are considerable genetic diversities within reoviruses due to their wide range hosts and special genome structures.The emergence of novel strains of Avian reoviruses causes highly contagious and economically most important diseases for poultry and waterfowl industry. The study on S1 genome segment is beneficial to pathogenesis and vaccine development. This mini-review summarizes major advances of recently occurred Avian reoviruses, focusing on the genome structures of S1 gen segment and function of P10, P17 and σC.

Key words:Avian reoviruses; S1 gene segment ; P10; P17;σC

呼腸孤病毒（Reovirus）是目前已知分布范圍最廣的病毒之一，可以感染哺乳動(dòng)物、禽類、魚(yú)類、植物、真菌等，其獨(dú)特的多節(jié)段雙鏈RNA（double strand RNA，dsRNA）基因組使其成為研究病毒基因組復(fù)制及遺傳變異的好材料。正呼腸孤病毒包含3個(gè)亞群，分別為非融合基因哺乳動(dòng)物正呼腸孤病毒（Mammalian orthoreovirus，MRV）；融合基因正呼腸孤病毒，包括禽源呼腸孤病毒（Avian reovirus，ARV）和內(nèi)爾森海灣病毒（Nelson bBay reovirus，NBV）；從狒狒體內(nèi)分離到的呼腸孤病毒（Baboon orthoreovirus，BRV）。

禽源呼腸孤病毒屬于呼腸孤病毒科（Reoviridae），正呼腸孤病毒屬（Orthoreovirus），可以感染各種禽類，并且傳播范圍廣，致病性強(qiáng)，可以造成養(yǎng)禽業(yè)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。S1基因節(jié)段編碼產(chǎn)物與病毒復(fù)制、致病性及宿主譜相關(guān)。本文對(duì)禽源呼腸孤病毒的發(fā)生、S1基因節(jié)段的結(jié)構(gòu)及其編碼產(chǎn)物的生物學(xué)功能研究進(jìn)展作一概述。

1 禽源呼腸孤病毒概況

ARV能夠感染各種禽類，包括雞、火雞、鴨、鵝、鴿子、鸚鵡、鴕鳥(niǎo)和野鳥(niǎo)等，并且在世界各地均有感染病例的報(bào)道。在家禽養(yǎng)殖業(yè)中，ARV最早引起雞和火雞病毒性關(guān)節(jié)炎、鞘腱炎、吸收障礙綜合癥、矮小綜合癥、免疫抑制等疾病。近年來(lái)，ARV新毒株不斷出現(xiàn)于肉雞、生產(chǎn)鴨中，目前是危害肉雞、鴨養(yǎng)殖業(yè)最主要的危害因素之一。

ARV為線性雙鏈RNA（dsRNA）病毒，無(wú)囊膜，呈二十面體對(duì)稱的結(jié)構(gòu)（圖1），病毒的核酸由雙層蛋白質(zhì)衣殼包裹，直徑為60～80 nm，其基因組有10個(gè)片段組成，分別為3個(gè)長(zhǎng)節(jié)段（L1，L2，L3），3個(gè)中節(jié)段（Ml，M2，M3）和4個(gè)小節(jié)段（Sl，S2，S3，S4）（圖2）。

圖1 ARV電鏡照片F(xiàn)ig. 1 ARV electron microscipic photos of ARV

圖2 病毒粒子結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schemmatic representation of ARV

1.1 雞呼腸孤病毒雞呼腸孤病毒首次于1954年由Fahey和Crawley從患病的雛雞體內(nèi)分離得到，患病雞表現(xiàn)為慢性呼吸道疾病，吸收不良綜合征，肝臟壞死及腿部滑膜炎；1957年，西弗吉尼亞大學(xué)的Olson等[1]發(fā)現(xiàn)一種對(duì)氯霉素、呋喃哩酮不敏感并能導(dǎo)致滑膜炎的病原體；1959年Olson[2]發(fā)現(xiàn)這種特別的病原體對(duì)鏈霉素也不敏感；1972年，Walke等[3]通過(guò)電鏡觀察這種病毒后將其命名為呼腸孤病毒；王錫坤等[4]于1985年首次證實(shí)我國(guó)存在呼腸孤病毒感染引起的疾病，現(xiàn)至少有11個(gè)血清型出現(xiàn)；2011年，Banyai等[5]報(bào)道了新ARV突變株（AVS-B）可引起矮?。l(fā)育綜合征（runting-stunting syndrome，RSS）。如今，ARV已是造成養(yǎng)禽業(yè)經(jīng)濟(jì)損失最主要的病因之一，其感染遍及南非、法國(guó)、以色列、美國(guó)和中國(guó)等。

1.2 番鴨呼腸孤病毒ARV感染水禽的報(bào)道最初僅見(jiàn)于番鴨，稱為番鴨呼腸孤病毒病，其致病因子稱為番鴨呼腸孤病毒（Muscovy duck reovirus，MDRV）。研究表明MDRV對(duì)我國(guó)的北京鴨以及其他地方品種鴨不具有感染性[6]。該病主要發(fā)生于45日齡內(nèi)的番鴨，以軟腳、腹瀉生長(zhǎng)障礙為主要癥狀，以肝、脾表面壞死、纖維素性心包炎為主要病變[7]。該病最初發(fā)現(xiàn)于南非，之后法國(guó)、德國(guó)、意大利、芬蘭、以色列等國(guó)家也相繼報(bào)道了該病并分離到MDRV，是番鴨養(yǎng)殖業(yè)的一種主要病毒性傳染病[8]。自1997年以來(lái)，我國(guó)每年都有MDRV感染疫情的報(bào)道，對(duì)我國(guó)的番鴨養(yǎng)殖業(yè)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅[9]。Yun等[10]發(fā)現(xiàn)在中國(guó)浙江省某地區(qū)出現(xiàn)的MDRV致病性已經(jīng)發(fā)生一定程度變異，且此病毒不能引起合胞體產(chǎn)生。2014年，Wo?niakowski等[11]報(bào)道波蘭西南部發(fā)生MDRV的疫情。Yun等[12]在中國(guó)發(fā)現(xiàn)新的MDRV疫情，對(duì)其基因序列分析及電泳遷移率分析發(fā)現(xiàn)，所分離到的MDRV為新型MDRV。

1.3 鴨呼腸孤病毒隨著養(yǎng)鴨業(yè)的不斷發(fā)展，ARV感染多品種鴨也見(jiàn)報(bào)道，但是由于流行區(qū)域、發(fā)病種群和發(fā)病時(shí)間的不同，呼腸孤病毒感染鴨表現(xiàn)出不同程度的差異。程安春等[13]報(bào)道了1998年四川省、云南省等地的“鴨病毒性腫頭出血癥”疫情，后續(xù)研究表明是由鴨呼腸孤病毒所致。2008年，劉紅等[14]對(duì)廣東省某鴨場(chǎng)一種以腫頭、軟腳、流淚，拉黃綠色稀便，肝出血和壞死及食道泄殖腔潰瘍和結(jié)痂為主要特征的疫情進(jìn)行病因調(diào)查時(shí)，分離到多株病毒，其中包括1株鴨呼腸孤病毒（Duck reovirus，DRV-GZ）。2009年，陳少鶯等[15]報(bào)道了福建省一種以肝臟出血和壞死為主要病變特征的半番鴨和麻鴨呼腸孤病毒病，之后通過(guò)對(duì)該毒株（NP03株）的感染性和免疫原特性研究，發(fā)現(xiàn)這是一株與番鴨呼腸孤病毒存在明顯差異的新型呼腸孤病毒。2011年，Liu等[16]從北京鴨體內(nèi)也分離到了1株呼腸孤病毒（HC株），其動(dòng)物回歸實(shí)驗(yàn)表明，DRV-HC株在15 d內(nèi)引起未能引起鴨的死亡，但能引起SPF雞的死亡，說(shuō)明該毒株的致病力并不太強(qiáng)。同年，我國(guó)華東地區(qū)的一些養(yǎng)鴨場(chǎng)陸續(xù)發(fā)生了1種以軟腳和肝臟、脾臟壞死為主要特征的傳染病，發(fā)病率約20%～50%，病死率在80%以上，給養(yǎng)鴨業(yè)造成了較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)該病的病原進(jìn)行了分離和鑒定，試驗(yàn)證明此次疫情是由呼腸孤病毒引起，所分離到的病原稱為DRV-TH11株[17]。值得指出的是，與以往報(bào)道的鴨呼腸孤病毒相比，新發(fā)鴨呼腸孤病毒的宿主譜更廣，致病性更強(qiáng)，它可感染包括麻鴨、北京鴨、櫻桃谷鴨等在內(nèi)的多個(gè)品種的鴨，而且感染鴨的病死率為50%～80%，提示TH11株是一株致病力發(fā)生變異了的新型鴨呼腸孤病毒（Novel duck reovirus, NDRV）[18]。進(jìn)化樹(shù)分析顯示，新型鴨呼腸孤病毒與番鴨呼腸孤病毒的親緣關(guān)系較近，與禽呼腸孤病毒親緣關(guān)系較遠(yuǎn)；而通過(guò)基因組同源性分析顯示，新型鴨呼腸孤病毒與禽呼腸孤病毒經(jīng)典株S1133株同源性較高，與番鴨呼腸孤病毒經(jīng)典株89026同源性較低，其中S1基因同源性最低。根據(jù)其他呼腸孤病毒的研究成果，可以推測(cè)S1基因與病毒感染、致病性和免疫保護(hù)等密切相關(guān)，因此從該基因入手有可能為闡明新型鴨呼腸孤病毒的跨種傳播和致病力變異等提供有價(jià)值的線索。

2 S1基因節(jié)段基因結(jié)構(gòu)特征

ARV由10個(gè)基因大小不同的片段組成病毒的基因組，根據(jù)基因組在PAGE電泳中遷移率的不同，可將10個(gè)基因節(jié)段分成3組：3個(gè)長(zhǎng)節(jié)段（L1，L2，L3），3個(gè)中節(jié)段（Ml，M2，M3）和4個(gè)小節(jié)段（Sl，S2，S3，S4），編碼10個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白（λA、λB、λC、μA、μB、σA、σB）和4個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白（μN(yùn)S、P10、P17、σNS）。大多數(shù)分離株基因組在PAGE膠中的遷移模式類似，但不同毒株之間各節(jié)段的遷移率卻存在一定差異，電泳圖會(huì)表現(xiàn)出多態(tài)性，其中尤以Sl基因節(jié)段的差異更為顯著（圖3）。呼腸孤病毒每個(gè)基因片段在5'末端和3'末端存在著保守序列，為5'-GCUUUUU和3'-UCAUC，其中S1節(jié)段包含3個(gè)ORF（open reading frame），其余剩下的每個(gè)節(jié)段只包含一個(gè)ORF[19]，并且如表1所示，分別編碼不同的蛋白，包括10個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白和4個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白。

圖3 禽呼腸孤病毒基因組SDS-PAGE電泳圖譜Fig.3 The SDS-PAGE of different reovirus1: ARV; 2: MDRV; 3: NDRV1: ARV; 2: MDRV; 3: NDRV

ARV和新型鴨呼腸孤病毒（NDRV）相類似，其S1基因包含3個(gè)部分重疊的開(kāi)放讀碼框(opening reading frame，ORF)，依次編碼p10蛋白、p17蛋白和σC蛋白（表1、表2）；但NDRV對(duì)應(yīng)ARV P17蛋白的大小為18 kDa，因此稱為P18蛋白。而經(jīng)典的番鴨呼腸孤病毒（Muscovy duck reovirus，MDRV）S1基因?yàn)殡p順?lè)醋?，依次編碼p10蛋白和σC蛋白，缺少編碼P17蛋白的基因，2013年有學(xué)者從患病番鴨體內(nèi)分離出1株新型番鴨呼腸孤病毒（N-MDRV ZJ00M），具有保守末端序列5'-GCUUUUU......UUCAUC-3'，但是不同于經(jīng)典的MDRV，其S1節(jié)段編碼p10蛋白、p17蛋白和σC蛋白，S4基因編碼σNS蛋白；同時(shí)，此株病毒不能引起細(xì)胞形成合胞體（表1、表2）。

表1 禽源呼腸孤病毒不同節(jié)段編碼蛋白及其分布Table 1 The proteins encoded by different segments of Avian reovirus

表2 不同種類呼腸孤病毒編碼蛋白的差異Table 2 The difference of reovirus encoding protein

3 S1基因節(jié)段編碼蛋白

S1基因節(jié)段具有高度變異性的特征，其編碼兩個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白P10、P17和一個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白σC。P10是由S1基因第1個(gè)ORF編碼，由98個(gè)氨基酸組成；P17由S1基因的第2個(gè)ORF編碼，由146個(gè)氨基酸組成；σC蛋白是由S1基因第3個(gè)ORF編碼，包含326個(gè)氨基酸（圖4）。

圖4 禽源呼腸孤病毒S1基因編碼蛋白示意圖Fig.4 Diagrammatic representation of the avian reovirus S1 protein

3.1 P10蛋白P10是由S1基因第一個(gè)ORF編碼，是由97個(gè)氨基酸組成的非結(jié)構(gòu)蛋白，一般存在細(xì)胞膜上。P10蛋白在功能上可以分為3個(gè)區(qū)域：中央跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)域、近N端保守的外功能序列區(qū)域和近N端的內(nèi)膜基本區(qū)域，P10蛋白的3個(gè)區(qū)域與膜結(jié)合的程度非常高[20]。

P10蛋白是目前已知的最小的“跨膜融合小蛋白”（fusion-associated small transmembrane，F(xiàn)AST）。P10蛋白的半胱氨酸序列需要經(jīng)過(guò)棕櫚?；貦磅；瘜?duì)于P10蛋白的結(jié)合功能是必需的。中央跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)域、近N端保守的外功能序列區(qū)域能夠使細(xì)胞膜融合，形成合胞體。P10蛋白能夠特異性地介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞之間的細(xì)胞膜融合過(guò)程，而不能誘導(dǎo)病毒與細(xì)胞之間的膜融合，并且P10蛋白可以決定病毒的毒力強(qiáng)弱。Roy Duncan研究發(fā)現(xiàn)，禽呼腸孤病毒（ARV）的P10蛋白上含有一種大小約為36～40個(gè)殘基的依靠分子內(nèi)的二硫鍵相連接的融合肽，這種融合肽能夠促進(jìn)復(fù)雜的細(xì)胞膜融合的發(fā)生，促使同源的P10蛋白聚集，形成合胞體。通過(guò)大量的突變分析實(shí)驗(yàn)確定這種融合肽是由兩個(gè)功能性區(qū)域組成。在P10蛋白N端存在一個(gè)擁有25個(gè)殘基的序列，能夠影響胱氨酸莖環(huán)（loop）結(jié)構(gòu)的形成。表面免疫熒光染色，熒光共振能量轉(zhuǎn)移分析和膽固醇枯竭/飽食研究確定的胱氨酸環(huán)序列是通過(guò)2個(gè)殘基連接到13個(gè)殘基的近膜胞外區(qū)（memebraneproxomal ectodomain region MPER）[21]。MPER構(gòu)成擁有二級(jí)獨(dú)立管理能力的體系，可以促進(jìn)合胞體形成。

這種36～40個(gè)殘基組成的融合肽對(duì)于細(xì)胞-細(xì)胞之間的膜融合和混合脂質(zhì)體形成都是必不可少的。胱氨酸疏水性的莖環(huán)結(jié)構(gòu)的形成需要兩個(gè)半胱氨酸側(cè)面連接，這種莖環(huán)結(jié)構(gòu)的功能是作為一個(gè)絞索（noose），促使P10蛋白中疏水性殘基的暴露。胱氨酸絞索的形成需要脂質(zhì)體分裂和融合的過(guò)程，但是脂質(zhì)體融合過(guò)程不需要脂質(zhì)體管，膽固醇可以促進(jìn)融合肽的形成[22]。P10蛋白是細(xì)胞毒力的決定因素，能夠誘導(dǎo)細(xì)胞融合，增加細(xì)胞膜的通透性，使病毒顆粒更容易進(jìn)入細(xì)胞，促進(jìn)合胞體形成。

3.2 P17蛋白P17蛋白由S1基因的第二個(gè)ORF編碼，是由146個(gè)氨基酸組成的非結(jié)構(gòu)蛋白，分子量大小約為17 kDa。P17蛋白對(duì)于細(xì)胞的生命活動(dòng)，例如基因轉(zhuǎn)錄、DNA合成，細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)控等具有重要影響。NDRV與之對(duì)應(yīng)推導(dǎo)的P18蛋白，是由162個(gè)氨基酸組成的非結(jié)構(gòu)蛋白，分子量大小約為18 kDa，關(guān)于該蛋白的鑒定還需要實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)。

P17蛋白與其他蛋白沒(méi)有序列相似性，在感染細(xì)胞的細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)中積累，并且能夠不停地在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間穿梭，為穿梭蛋白（shuttle protein），其靠近C端的第119位至128位氨基酸之間存在著一段功能性的核定位信號(hào)（nuclear localization signal，NLS），P17蛋白進(jìn)出細(xì)胞核需借助運(yùn)輸?shù)鞍證RM1[23]。關(guān)于禽呼腸病毒（ARV）P17蛋白對(duì)于細(xì)胞周期進(jìn)程和宿主細(xì)胞蛋白翻譯的影響一直在研究當(dāng)中。感染或者轉(zhuǎn)染的細(xì)胞在G2/M期積累[24]，并且G2/M期蛋白ATM，P53，P21，Cdc2，細(xì)胞周期蛋白B1，Chk1，Chk2，和Cdc25C含量上升以及蛋白的磷酸化水平也上升，這表明P17蛋白對(duì)細(xì)胞周期的影響是通過(guò)激活上述的G2/M期的蛋白的途徑，同時(shí)，其自噬蛋白Beclin 1和LC3-II的含量明顯上升，說(shuō)明P17蛋白可以誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生自噬作用。P17蛋白可以導(dǎo)致G2/M期宿主細(xì)胞蛋白翻譯關(guān)閉，同時(shí)真核翻譯延伸因子2（eEF2）和起始因子（eIF2α）的磷酸化水平上升，與此相反的是在P17轉(zhuǎn)染的細(xì)胞中，真核翻譯起始因子eIF4E、eIF4B，和eIF4G，以及4E-BP1和MnK-1磷酸化水平下降，由此可見(jiàn)，P17蛋白翻譯起始因子和翻譯延伸因子導(dǎo)致宿主細(xì)胞蛋白翻譯停滯。通過(guò)雷帕霉素抑制細(xì)胞的mTOR信號(hào)通路顯示eIF4B，eIF4G磷酸化水平下降，eEF2磷酸化水平上升，但不影響病毒復(fù)制，這說(shuō)明抑制帽依賴性蛋白的翻譯不影響病毒的復(fù)制[25]。因此呼腸孤病毒P17蛋白誘導(dǎo)的G2/M期停滯和宿主細(xì)胞蛋白翻譯關(guān)閉導(dǎo)致病毒復(fù)制增加。

ARV系列自噬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，P17蛋白可以通過(guò)激活p53/PTEN（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten）信號(hào)通路調(diào)控細(xì)胞周期和自噬現(xiàn)象的產(chǎn)生。P17的功能是作為一個(gè)核孔蛋白Tpr（tetratricopeptide repeat）抑制器，激活P53、P21和PTEN信號(hào)通路。P17蛋白上存在一段序列119－IAAKRGRQLD－128，與Tpr相結(jié)合做為核定位信號(hào)（nuclear localization signal，NLS ）抑制Tpr轉(zhuǎn)錄水平；同時(shí)，激活P53基因可以上調(diào)PTEN信號(hào)通路，這也說(shuō)明P17蛋白可以作為PTEN信號(hào)通路的一個(gè)正向調(diào)控因子。P17蛋白激活PTEN信號(hào)通路是通過(guò)刺激細(xì)胞質(zhì)中PTEN基因的磷酸化，提高Rak-PTEN連接水平，從而阻止泛素連接酶E3 NEDD4-1與其相連接。依靠Rock-1蛋白，PTEN可以從細(xì)胞質(zhì)到細(xì)胞膜發(fā)生易位，P17蛋白促進(jìn)β-arrestin介導(dǎo)的PTEN的易位作用。在細(xì)胞核中P53的積累導(dǎo)致細(xì)胞周期蛋白D1（cyclin D1）和CDK4的下調(diào)。如果敲除Tpr和CDK4，則增加了病毒的產(chǎn)量；與此相反，P53，PTEN和LC3的損耗則減少病毒復(fù)制[26]。因此，p17介導(dǎo)的Tpr的抑制作用可以促進(jìn)p53，PTEN和p21的表達(dá)，抑制P13K/AKT/mTOR和ERK信號(hào)通路，促進(jìn)病毒復(fù)制和細(xì)胞自噬。

3.3 σC蛋白σC蛋白是由S1基因第3個(gè)ORF編碼，包含326個(gè)氨基酸，由多聚體（multimer）構(gòu)成，單體為34.9 kDa，形成同源三聚體（homotrimer）后，分子量會(huì)增加到107 kDa，σC蛋白是一種結(jié)構(gòu)蛋白，位于病毒衣殼的表面，主要包含2個(gè)區(qū)域：位于C末端的“頭部”和位于N端的“軸”[27]。

在不同地區(qū)、不同血清型的呼腸孤病毒毒株中，通過(guò)進(jìn)化樹(shù)分析顯示，S1片段相對(duì)于其他基因序列，具有顯著地突變特性，而S1基因編碼的σC蛋白，通過(guò)基因突變、基因重組等參與了病毒感染細(xì)胞、病毒自我復(fù)制的過(guò)程[28]。Zheng等[29]發(fā)現(xiàn)1株鴨呼腸孤病毒，通過(guò)序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)其在σC基因上有一段18個(gè)氨基酸的缺失，進(jìn)化樹(shù)分析顯示其為2型水禽呼腸孤病毒，接種之后發(fā)現(xiàn)鴨脾臟出血性壞死，并且具有明顯的壞死斑，其在接種后前7 d的死亡率為20%～30%，證明此株病毒為高致病性的水禽呼腸孤病毒。因此，在不同的呼腸孤病毒毒株中，為了適應(yīng)外界環(huán)境等一系列變化，σC蛋白經(jīng)常發(fā)生突變，具有高度變異性的特征。

σC蛋白是細(xì)胞黏附蛋白，其N端存在著七肽（heptapeptide）的重復(fù)序列，其中第一位和第四位氨基酸是疏水性的，形成典型的α-螺旋（α-helical）結(jié)構(gòu)，α-螺旋折疊形成卷曲的超螺旋結(jié)構(gòu)（coiled-coil）[30]；其C端存在著類似于罩衫的保護(hù)性結(jié)構(gòu)，為保守區(qū)域。σC蛋白是多聚體形式存在于細(xì)胞中，這使得σC蛋白結(jié)構(gòu)異常穩(wěn)定。σC蛋白亞基不是通過(guò)共價(jià)二硫鍵連接，而是通過(guò)非共價(jià)的相互作用結(jié)合在一起，其182位至222位之間的半胱氨酸殘基之間的二硫鍵降低了蛋白的穩(wěn)定性。σC蛋白的重要性體現(xiàn)在以下2個(gè)方面：σC蛋白是一個(gè)具有高度變異性的蛋白，其氨基酸第1位至122位和196位至326為高度變異區(qū)域；σC蛋白可以特異性結(jié)合到細(xì)胞，使機(jī)體產(chǎn)生具有高度特異性中和抗體，激發(fā)機(jī)體粘膜和全身性的免疫反應(yīng)的發(fā)生[31]，誘導(dǎo)合胞體產(chǎn)生，因此，可以使用σC蛋白比較不同病毒株之間的差異。

通過(guò)siRNA敲除真核細(xì)胞延長(zhǎng)因子alpha1（EEF1A1）基因，發(fā)現(xiàn)σC蛋白不能繼續(xù)誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯，并且caspase-9、caspase-3和細(xì)胞色素C（cytocmome C）的釋放減少，導(dǎo)致病毒在宿主細(xì)胞中增殖加快，EEF1A1對(duì)于σC蛋白誘導(dǎo)的細(xì)胞周期停滯和產(chǎn)生重要作用[32]。因此，σC蛋白在病毒感染以及病毒致病性方面具有重要作用。

呼腸孤病毒的σC蛋白為了適應(yīng)外界環(huán)境，經(jīng)常發(fā)生突變，具有高度變異的特性，因此可以用σC蛋白來(lái)分離鑒定不同的呼腸孤病毒毒株，比較不同毒株之間的序列差異，分析其序列差異與毒株致病力、免疫原性的關(guān)系，研究不同毒株之間的交叉保護(hù)性，可為基因工程疫苗的制備提供重要依據(jù)。

4 小結(jié)與展望

近幾年來(lái)，除了新發(fā)ARV突變株可引起雞矮?。l(fā)育綜合征外[5]，在我國(guó)安徽省、廣東省、四川省和浙江省等陸續(xù)報(bào)道鴨群發(fā)生一種鴨呼腸孤病毒病，所分離的毒株與以往的禽源呼腸孤病毒相比，該病毒致病性更強(qiáng)、宿主范圍更廣、流行的區(qū)域逐年擴(kuò)大，現(xiàn)已成為危害水禽養(yǎng)殖業(yè)的重要傳染病原之一，這應(yīng)該引起我們的高度關(guān)注。

結(jié)合其他呼腸孤病毒的研究成果，發(fā)現(xiàn)新發(fā)鴨呼腸孤病毒與經(jīng)典的禽類呼腸孤病毒的主要差異在于S1基因節(jié)段編碼的蛋白。就ARV而言，S1節(jié)段編碼σC蛋白、P10蛋白、P17蛋白；經(jīng)典MDRV對(duì)應(yīng)的S4節(jié)段僅編碼 σC蛋白和P10蛋白兩個(gè)蛋白；而DRVS1節(jié)段編碼σC蛋白、P10蛋白、P18蛋白。那么，禽源呼腸孤病毒毒力改變和宿主譜范圍的擴(kuò)大與S1節(jié)段編碼蛋白的關(guān)系需要進(jìn)一步用實(shí)驗(yàn)確定。

反向遺傳操作平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)在DNA水平上對(duì)RNA病毒進(jìn)行加工或修飾，進(jìn)而研究病毒基因組的結(jié)構(gòu)和功能、病毒的轉(zhuǎn)錄、表達(dá)機(jī)制、以及病毒的致病機(jī)理等。然而，由于呼腸孤病毒具有多層衣殼蛋白組成的三維空間的結(jié)構(gòu)和由10～12個(gè)節(jié)段的雙鏈RNA的基因組結(jié)構(gòu)以及呼腸孤病毒其獨(dú)有的基因組節(jié)段特異性重新分配等原因，呼腸孤病毒的反向遺傳操作平臺(tái)晚于其他病毒，直至2011年，Kabayashi及其研究小組成員Boehme等[33]更細(xì)化和總結(jié)了MRV感染性克隆的構(gòu)建，使得呼腸孤病毒的反向遺傳學(xué)走向成熟，并且逐步應(yīng)用到基礎(chǔ)研究之中。作者所在實(shí)驗(yàn)室也率先成功構(gòu)建鴨呼腸孤病毒的反向遺傳操作平臺(tái)，這為解析S1節(jié)段編碼蛋白的功能、闡明病毒遺傳變異規(guī)律及導(dǎo)致宿主譜變異和致病性改變的機(jī)制提供了可能，其研究結(jié)果將為禽源呼腸孤的疫病預(yù)防及控制提供新的思路。

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PROGRESS ON MOLECULAR BIOLOGY OF S1 GENE SEGMENT OF AVIAN REOVIRUSES

WU Qiao-mei, LIU Guang-qing, CHEN Zong-yan

(Shanghai Veterinary Research Institute, CAAS, Shanghai 200241, China)

S852.659.4

A

1674-6422（2017）04-0074-08

2016-05-13

自然科學(xué)基金（31502068）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD0500800）；上海市科委科技創(chuàng)新（13391901602）

吳巧梅，女，碩士研究生，預(yù)防獸醫(yī)學(xué)專業(yè)

陳宗艷，E-mail：zychen@shvri.ac.cn