朊病毒与疯牛病课件.ppt

朊病毒分子生物学发展及其本质 特征 一、 朊病毒（ virino ）的发现 人和哺乳动物的亚急性海绵样脑病的致病本质， 一直是神经生物学和分子病毒学领域研究的热点， 研究发现疯牛病（ BSE ）、羊痒病（ SC ）及人的纹 状体脊髓变性病（ CJD ），脑软化病（ GSS ），库鲁 病（ kuru ），致死性家族失眠症（ FFI ）等均属于 这种蛋白粒子病类。可导致神经元进行性退化变性、 胶质细胞增生及细胞内朊病毒的自身累积等。 疯牛病肆虐 英国自 1985 年发现疯牛病到 1996 年， 已确诊有 16142 头牛患病，数以 万计的牛被扑杀、焚烧、处理， 使英国蒙受巨大的经济损失，同 时欧洲其它国家如丹麦、法国、 爱尔兰共和国等也有疯牛病发生。 特别是英国连续出现 12 个青年 患新型克雅氏病（ new variant creutzfeldt-Jakob Disease nvCJD ），人们怀疑该病是食用 患疯牛病的牛肉引起的，在欧洲 引起了极大的恐慌，疯牛病已成 为欧洲严重的经济和政治问题。 患疯牛病的牛脑切片 病羊神经组织的海绵状损伤 病人大脑组织切片，左、海绵状病变及周围 的沉淀斑，右、淀粉样蛋白沉淀 病人大脑组织切片，左、海绵状病 变及周围的沉淀斑，右、淀粉样蛋 白沉淀 人和动物朊病毒病的共同特点： 1 、潜伏期长； 2 、病理学特点： （ 1 ）神经原、神经轴索、星状细胞、树枝细胞 呈进行性空泡化； （ 2 ）神经胶质增生； （ 3 ）细胞外淀粉样变性蛋白沉积，形成光镜下 可见的病理学特征：羊搔痒病相关纤丝， CJD 表 现为淀粉样蛋白斑。 人的朊病毒病 1 、传染型朊病毒病：如库鲁病，该病主要局限在巴 布亚新几内亚的 Fore 族人群中发生； 2 、遗传型朊病毒病：家族性 CJD 、 FFI 和 GSS ，属于 生殖细胞突变形成的； 3 、散发型朊病毒病：包括大多数 CJD 和部分 GSS ， 可能与体细胞突变或朊病毒蛋白（ prion protein, PrP ） 的自发性构型改变有关，而牛朊病毒传染人造成的 CJD 也属于这一类。 确定致病因子的过程 为了探究这种致病原的性质，研究人员检测了羊搔痒病病 脑匀浆对动物的致病能力。发现感染因子可以通过滤器，有点 象病毒，但与病毒不同，用福尔马林处理不能使之完全失活。 1966 年，英国放射生物学家 Alper 发现，这种物质对 254nm 的 紫外线照射不敏感，而对 237nm 的紫外线敏感。 1972 年，由于 Prusiner 的一位病人死于克雅氏病，促使他开 始研究这类疾病。经过 10 年努力， Prusiner 与其同事终于在 1982 年从仓鼠脑中浓缩了羊搔痒病病原成分。是一种直径 25nm 长 约 100~200nm 其浓缩成分的活性可被蛋白酶 K ，二乙酰焦碳酸、 尿素、酚和 SDS 等失活的蛋白质，但不能被核酸酶 E 或紫外线 照射破坏。所以 Prusiner 称之为 Prion, 意为蛋白性感染颗粒 （ Proteinaceous infectious particle ）。这个成份中只含一种蛋白 质，称为朊病毒蛋白（ prion protein, PrP ），并命名为朊病毒 （ Virino ）。 二、朊病毒致病机理简介 朊病毒蛋白及其构型转变 PrP c →PrP s c PrP sc 在 N 端切割可以产生 PrP27-30 ，这种分子是一种蛋 白酶抗性蛋白，能够聚集成为棒状淀粉样蛋白。 二级结构出现 ? → ? 转换， PrP c ? 螺旋含量达到 42% ， ? 片层仅占 3% ； PrP sc ? 螺旋含量降到 30% ， ? 片层达到 45% ； PrP27-30 ? 螺旋含量则仅为 21% ，而 ? 片层达到 54% 。 ? 片层含量的增加可能是聚合成淀粉样原纤维 的最直接原因。 PrP 基因与朊病毒蛋白的合成 PrP 基因及其编码产物 朊病毒蛋白形成过程 朊病毒的复制 朊病毒的复制模式 A ：传染型和散发型的朊病毒复制模式； B ：遗传型的朊病毒复制模式。 PrPSc 的增殖 ? Prion 的结构模型，左 PrPc ，右 PrPSc ? 朊病毒的核磁共振图谱 三、疯牛病研究与 分子生物学的发展 分子生物学的中心法则 DNA RNA Protein 朊病毒的来源 ? 关于朊病毒来源问题许多学者