Hepatitis delta vírus

hepatitis delta vírus
tudományos osztályozás
Csoport:Vírusok [1]Birodalom:RibozyviriaCsalád:KolmioviridaeNemzetség:DeltavírusKilátás:hepatitis delta vírus
Nemzetközi tudományos név
Deltavirus italyense
Szinonimák
Hepatitis delta vírus HDV
A Baltimore Csoport
V: (-)ssRNS vírusok
Szisztematika a Wikifajtáknál Képkeresés a Wikimedia Commonsban NCBI   12475 EOL   539833

A hepatitis delta vírus [2] vagy hepatitis D vírus [3] ( lat.  Deltavirus italiense ) egy fertőző ágens, amely emberben hepatitis D -t okoz. Szigorúan véve ez a kis RNS - tartalmú fertőző ágens egy szatellitvírus , mivel a sejteket meg kell fertőzni hepatitis B vírussal (HBV) , hogy az elszaporodjon a sejtekben és fertőzés alakuljon ki. A HDV hepatitis B vírus ( HBsAg ) burokfehérjéket használ genomjának csomagolására [4] [5] .

A hepatitis delta vírust eredetileg súlyosabb hepatitis B fertőzésben szenvedő betegeknél írták le. A hepatitis D fertőzés vagy hepatitis B fertőzéssel ( koinfekció ) vagy krónikus hepatitis B- vel ( szuperfertőzés ) együtt fordulhat elő . Mindkét esetben a betegek súlyosabb tüneteket mutatnak , mint a hepatitis B önmagában szenvedő betegeknél, köztük a végstádiumú májelégtelenség kialakulásának valószínűsége akut fertőzés következtében, a májcirrhosis gyors kialakulása , valamint krónikus fertőzések esetén. , a hepatocelluláris karcinóma megnövekedett valószínűsége [6] .

A hepatitis delta vírus egyedülálló az emberi és állati kórokozók között, mivel számos tulajdonsággal rendelkezik mind a növényi viroidokkal [7] , mind a növényi viroidszerű szatellit-RNS-ekkel. Ez a vérrel terjedő kórokozó a májban szaporodik, és akut hepatitist okozhat mind főemlősökben , mind nem főemlősökben (bár csak az ember a vírus természetes gazdája). Világszerte több mint 15 millió ember fertőzött delta hepatitis vírussal, ami fontos közegészségügyi problémát jelent [5] .

Tanulmánytörténet

A delta hepatitist először 1977 közepén jelentették. Mario Rizzetto és munkatársai fedezték fel , akik a hepatitis B vírussal fertőzött és a hepatitis egy különösen akut formájában szenvedő betegek egy csoportját tanulmányozták. A hepatitis B vírus új magantigénjeként [8] írták le, és delta antigénnek (δ, HDAg) [9] nevezték el . A csimpánzokon végzett későbbi kísérletek kimutatták, hogy a delta-antigén valójában egy kórokozó építőköve volt, amelyhez a hepatitis B vírus szaporodásához szükség volt.Az 1980-as évekig a hepatitis delta vírust nem tekintették fertőző ágensnek. Azonban nem sokkal azután, hogy a hepatitis delta vírust kórokozóként ismerték fel, hatékony teszteket fejlesztettek ki rá. Ezenkívül megnyílt a hepatitis D epidemiológiai információgyűjtése (Dél- Olaszországban kezdődött ) [10] . A hepatitis delta vírus genomját 1986- ban klónozták és szekvenálták [11] [12] . 1993-ban a vírust a Vírusok Taxonómiájának Nemzetközi Bizottsága regisztrálta, és a Deltavirus monotípusos nemzetségébe sorolta [13] .

Evolúció és eredet

A HDV természetes gazdája csak az ember. A filogenetikai vizsgálatokból származó adatok a hepatitis delta vírus afrikai eredetére utalnak [14] . A HDV-t nagyfokú genetikai heterogenitás jellemzi. Úgy gondolják, hogy 3 fő mechanizmus biztosítja a HDV evolúcióját: mutációk , szerkesztés és rekombináció . A mutációs ráta különböző becslések szerint 3⋅10-2 és 3⋅10-3 szubsztitúció genomonként évente. Ez függ a fertőzés fázisától (legmagasabb az akut fázisban), a genom régiójától (magas a nem konzervált régiókban és alacsony a konzervatív régiókban, például a ribozim régiójában ), és növekszik a terápiás nyomással. A HDV mutációs rátája magasabb, mint a legtöbb RNS-vírusé . E mutációs ráta miatt feltételezhető, hogy a HDV egyetlen fertőzött gazdaszervezetben több kvázi fajként kering [15] . Kiderült, hogy a cserék akár 70%-a szerkesztés miatt lehet. A HDV-ben történő rekombinációt először 1999-ben írták le; majd arra a következtetésre jutottak, hogy különböző genotípusú vírusokkal való fertőzés esetén fordul elő. A rekombináció a homológ rekombináció útján megy végbe [16] . Feltételezhető, hogy a gazdasejt RNS-polimeráza részt vesz a HDV rekombinációjában [9] .

Kezdetben ennek a vírusnak 3 genotípusát (I-III) írták le. Az I. genotípust Európában , Észak-Amerikában , Afrikában és Ázsia egyes részein izolálták . A II. genotípus Japánban , Tajvanon és Jakutföldön is megtalálható . A III. genotípus kizárólag Dél-Amerikában ( Peru , Kolumbia és Venezuela ) ismert. Ma már ismert, hogy a hepatitis delta vírusnak legalább 8 genotípusa van (HDV-1-től HDV-8-ig). A HDV-1 kivételével mindegyik szigorúan meghatározott földrajzi régiókra korlátozódik. A HDV-2-t (korábban HDV-IIa néven) Japánban, Tajvanon és Jakutföldön találták meg; HDV-4 (HDV-IIb) Japánban és Tajvanon; HDV-3 - az Amazonas régióban; HDV-5, HDV-6, HDV-7 és HDV-8 Afrikában [17] .

Jelenleg két fő elmélet létezik a hepatitis delta vírus eredetével kapcsolatban. Szerintük a HDV növényi viroidokból és/vagy gazdasejt pre-mRNS splicing eredményeként származik . A HDV RNS szerkezeti és replikációs jellemzői a jelenleg ismert két viroidcsalád ( Pospiviroidae és Avsunviroidae ) mindegyikével közösek . A Pospiviroidae esetében ezt a vírust rúd alakú RNS-struktúra és replikáció egyesíti a sejtmagban , az Avsunviroidae esetében  pedig egy ribozim jelenléte és a szimmetrikus gördülő gyűrűs replikáció . Ezenkívül a HDV és a növényi viroid RNS kölcsönhatásba lép a homológ sejtfehérjékkel , és a 2012-es kísérleti adatok (bár nem teljesen megerősítve) azt mutatják, hogy a HDV képes replikálódni és szaporodni, miután bekerült a paradicsompalánták leveleibe , ami újabb megerősítése a HDV közelségének. és viroidok. Ez a hipotézis azonban nem ad választ a delta-antigén eredetének és a HDV és a HBV kapcsolatának kérdésére [9] .

Egy másik elmélet, amely kiegészítheti az elsőt, az, hogy a HDV a gazdasejt transzkriptumából származhatott. Ezt a nézetet alátámasztják azok a vizsgálatok, amelyek azt mutatják, hogy az emberi sejtek olyan ribozimot tartalmaznak (a CPEB3 gén intronjában ), amely másodlagos szerkezetében és biokémiai tulajdonságaiban hasonló a HDV riboziméhez . A pszeudoknot szerkezeti elemet tartalmazó ribozimeket azonban később az archaea kivételével az élőlények minden birodalmában megtalálták , valamint a rovarvírusokban is . A delta-antigén is várhatóan a gazdasejtből származik. Kezdetben a DIPA ( delta interacting protein A ) fehérjét a delta antigén lehetséges ősének tekintették . Bár később kiderült, hogy ezek a fehérjék nem homológok, a DIPA kölcsönhatásba léphet a HDAg-vel [9] .  

Egy integrált modell azt sugallja, hogy a HDV egy viroidszerű elem és a celluláris pre-mRNS/mRNS közötti rekombinációt követően keletkezhetett [9] .

Szerkezet és genom

A hepatitis delta vírus egy 35-37 nm átmérőjű részecske, amely a hepatitis B vírus (HBsAg) felületi antigénjével van bevonva, sűrűsége 1,25 g/cm3 cézium-klorid gradiensben , és ülepedési koefficiens értékkel jellemezhető , átlagosan üres értékek között. a hepatitis B vírus (HBV) részecskéi, amelyek csak HBsAg-ből és a HBV virionból állnak . A HDV-virion három kulcsfontosságú komponensből áll: egy genomiális RNS-ből, amely delta antigén molekulákkal (nukleokapszid) kapcsolódik, és egy külső kapszidból , amely hepatitis B felületi antigénekből áll [9] . A HDV-burok lipideket tartalmaz , és háromféle HBV- glikoproteint tartalmaz : kicsi vagy S-HBsAg, közepes vagy M-HBsAg, és nagy vagy L-HBsAg (körülbelül 100 kópia). Mindkét vírusban ezek a fehérjék a hepatocitákba való be- és kilépésre szolgálnak [9] . A HDV-vel fertőzött sejtek a teljes értékű vírusrészecskék mellett nagy feleslegben üres szubvirális részecskéket (SVP) képeznek, amelyeket 25 nm átmérőjű gömbök és 22 nm átmérőjű filamentumok képviselnek [18] .

A HBV burokfehérjék szerepe

A HBsAg mindhárom formája közös C-terminálissal rendelkezik . Az egyes fajok HBsAg-jének körülbelül 50%-a helyspecifikus N-glikoziláción megy keresztül [18] . Az S - domén mellett az M-HBsAg tartalmazza az N-terminális hidrofil PreS2 domént, az L-HBsAg pedig a PreS2 mellett a PreS1 domént is. Az L-HBsAg szükséges, bár nem elegendő a részecskék összeállításához és a HBV fertőzőképességéhez és az S-HBsAg szükséges a részecskék sejtből történő felszabadulásához. Az M antigén nem szükséges sem az összeszereléshez, sem a fertőzőképességhez [19] . A HBV-vel ellentétben a HDV összeállításához csak S-HBsAg szükséges, azonban L-HBsAg nélkül a részecskék mentesek a fertőzőképességtől. Ezeket a különbségeket az esszenciális fehérjékben a HBV nukleokapszidhoz és a HDV ribonukleoproteinhez való eltérő kötődési domének magyarázzák a burokfehérjék citoszolhurkaiban . A legújabb adatok szerint a HDV-1 HDV genotípus összeállítása (és fertőzőképessége) nem korlátozódik csak egy HBV genotípusra. A mormota , denevér és gyapjasmajom hepadnavírus burokfehérjéinek jelenlétében is előfordulhat [9] .

Vírus RNS-ek

A HDV virion egy cirkuláris genomot tartalmaz, amelyet negatív polaritású RNS képvisel , és ennek az RNS-nek a másodlagos szerkezete kétszálú régiókat tartalmaz [18] . Amikor egy vírus egy fertőzött sejtben szaporodik, két másik fő virális RNS is kimutatható: a genomikus RNS-sel komplementer molekula (antigenomikus RNS vagy antigenom) és a HDV mRNS . A HDV genom mérete mindössze 1672-1697 nukleotid , ami az összes ismert emlősvírus közül a legkisebb, és közelebb hozza a növényi viroidokhoz. Magas GC összetételű (60%), és az intramolekuláris bázispárosodás százaléka eléri a 74%-ot, ami lehetővé teszi, hogy rúd alakú szerkezetté tudjon hajtani. Az ilyen szerkezetek in vitro körülmények között ellenállnak a Dicer enzim általi vágással szemben [7] . Egy fertőzött sejt körülbelül 300 000 HDV-genommolekulát tartalmazhat, amelyek a sejtmag és a citoplazma között oszlanak el , ami magas replikációs rátát jelez. A HDV antigenomikus RNS a replikációs ciklus köztiterméke, komplementer a genomi RNS-sel (és ezért pozitív polaritású), és tartalmazza a HDAg kódoló szekvenciát. Mennyisége 5-22-szer kisebb, mint a genomiális RNS-é, kizárólag a sejtmagban fordul elő, ezért nem csomagolódik virionokba. A HDV fehérjék egy specifikus, 800 nukleotid hosszúságú mRNS-sel transzlálódnak, amelyet a gazdasejt DNS - függő RNS-polimeráz II ír át, és ugyanazokon az érési lépéseken megy keresztül (beleértve a capping -et és poliadenilációt ), mint a sejtes mRNS-ek [9] .

Ribozim

A HDV genomiális és antigenomikus RNS-ében kis, mintegy 85 nukleotid hosszúságú önvágó szekvenciákat találtak. Ezek a ribozimek , amelyek a HDV genotípusok között magas szekvencia- konzervációt mutatnak, felelősek a replikációval előállított multimer RNS-molekulák elvágásáért. A HDV ribozim egyedi szerkezeti és funkcionális jellemzőkkel rendelkezik, amelyek megkülönböztetik a viroid ribozimektől. Ezeknek a ribozimeknek számos kristályszerkezetét sikerült előállítani, és ezeknek köszönhetően sikerült leírni a vágási mechanizmust pszeudoknotokon alapulóan. In vitro körülmények között, kétértékű fémionok jelenlétében a HDV ribozim egy meghatározott helyen hasad az átészterezési reakció eredményeként , 5'-OH és 2'-, 3'-ciklusos monofoszfát képződésével [18] . Amint fentebb megjegyeztük, a gazdasejt genomja a HDV ribozimhoz nagyon hasonló ribozimeket tartalmaz [9] .

Delta antigén

A hepatitis delta vírus antigenomikus RNS-ének egy része a replikáció során módosul – egy specifikus adenozin maradék (a 1014-es pozícióban) inozinná dezaminálódik . Ezt a folyamatot az adenozin-deamináz (ADAR1) sejtenzim hajtja végre, amely az RNS-re hat. A későbbi replikáció során a módosított maradék Watson-Crick párt alkot a citozinnal , és nem az uridinnel , aminek következtében az 1014-es pozícióban lévő eredeti adenozint guanozin váltja fel . A szerkesztés specifitását nagy valószínűséggel a hepatitis delta vírus RNS elsődleges és másodlagos szerkezete határozza meg [20] .

Az ADAR1-nek két izoformája van  , a kicsi (ADAR1-S) és a nagy (ADAR1-L), amelyek ugyanazon a C-terminálison osztoznak. Az ADAR1-S szélesebb körben képviselteti magát, folyamatosan expresszálódik és lokalizálódik a sejtmagban, míg az ADAR1-L elsősorban a citoplazmában található, és expresszióját interferon stimulálja . Az ADAR1-L nagyon hatékonynak bizonyult a citoplazmában lévő transzkriptumok szerkesztésében , azonban a HDV RNS szerkesztéséről később kiderült, hogy a sejtmagban, nem pedig a citoplazmában történik, és az ADAR1-S közvetíti, amely ott lokalizálódik. A 2004-es és 2006-os tanulmányok azonban kimutatták, hogy a HDV RNS fokozott szerkesztése interferonkezelés után inkább az ADAR1-L-nek, mint az ADAR1-S-nek köszönhető [9] .

A szerkesztés eredményeként az UAG stopkodont , amely normál esetben befejezi a nyitott leolvasási keretet, leállítva a fehérjeszintézist a 195. aminosavnál, a triptofánt kódoló UGG kodon váltja fel . A replikáció során szerkesztett antigenomikus RNS-ek genomi RNS-eket eredményeznek; ezeket a genomi RNS-eket az RNS-polimeráz II írja át módosított mRNS-ekké. A hepatitis delta vírus legfeljebb 30%-a mRNS-e megváltozott stopkodont hordoz. Ezekből az mRNS-ekből egy hosszabb , 214 aminosavból álló peptidet szintetizálnak. Így a delta hepatitis vírusnak kétféle antigénje van: egy kicsi, 195 aminosavból álló hosszúságú és 24 kDa tömegű , és egy nagy, amely 214 aminosavból áll és 27 kDa tömegű . A két forma N-terminálisa megegyezik, a különbségek a C-terminálison 19 aminosavban vannak [21] [20] . Mindkét formának van egy bispirális motívuma az N-terminálison , ami a dimerizációhoz szükséges . A delta antigén dimerek argininben gazdag motívummal rendelkeznek, amely lehetővé teszi a vírus RNS-hez való kötődését. Az L-HDAg kiterjesztett C-terminálisán azonban négy egyedi ciszteinmaradék található , amelyek a farneziláció célpontjai . Ezt a poszttranszlációs módosítást követően az L-HDAg kölcsönhatásba léphet a HBV felszíni fehérjéivel, és ezáltal elősegítheti új vírusrészecskék összeépülését [22] .

A delta-antigén kis és nagy formája egyaránt tartalmaz nukleáris lokalizációs szignált és RNS-kötő helyeket. Néhány delta-antigén kölcsönhatást az N-terminálison feltekeredett hélix motívum közvetít [23] . Az aminosavszekvenciák 90%-os hasonlósága ellenére ez a két forma eltérő szerepet játszik a vírusfertőzés kialakulásában. A kis delta antigén a vírus RNS replikációjához szükséges és a fertőzés korai szakaszában működik, míg a nagy delta antigén a vírusgenom összecsomagolásához és a vírus RNS replikációjának gátlójaként is funkcionál. Mivel a delta-antigén két formája a vírusfertőzés különböző szakaszaiban expresszálódik, az RNS-szerkesztést szigorúan szabályozni kell. E szabályozás mechanizmusai jelenleg kevéssé ismertek [20] .

Ribonukleoprotein

A HDV genomiális RNS kötődik a HDAg-hez, és ribonukleoproteint képez, amely mind a vírusrészecskékben, mind a fertőzött sejtekben jelen van. Ez a ribonukleoprotein nemcsak a virionok összeállításához szükséges, hanem a HDV RNS-nek a sejtmag és a citoplazma közötti mozgásához is. Ennek a ribonukleoproteinnek a szerkezete és sztöchiometriája vita tárgyát képezi. Úttörő vizsgálatok kimutatták, hogy a virionban a genomi molekula 70 HDAg molekulához kapcsolódik, míg a fertőzött sejtek magjában mind a genomi, mind az antigenomikus RNS ribonukleoproteineket képez 30 HDAg molekulával. További vizsgálatok kimutatták, hogy mind a virionokban, mind a fertőzött sejtekben genommolekulánként 200 HDAg molekula található. Ezeket az értékeket azonban megkérdőjelezték a legújabb tanulmányok, amelyekben azt találták, hogy a delta antigén molekulák oligomerizálódnak , amikor RNS-hez kötődnek; ezt különösen fontos figyelembe venni, ha az RNS-enkénti antigénmolekulák száma kicsi. Ezenkívül úgy tűnik, hogy a HDAg genomhoz való kötődésének specifitását inkább a másodlagos szerkezete határozza meg, mint az elsődleges szerkezete [9] .

Életciklus

Sejtpenetráció

A HDV hematotropizmusa és a hepatocitákon belüli szaporodási képessége az utóbbi HBV-vel való együttes fertőzéssel jár. Míg a HDV virionok összeállítása megköveteli a HBV felszíni glikoproteinek expresszióját ugyanabban a sejtben, a két vírus replikációjának egyéb aspektusai teljesen függetlenek egymástól. Ellentétben a HBV-vel, amelyhez májspecifikus transzkripciós faktorok szükségesek, a HDV-replikáció az emlőssejtek legkülönbözőbb típusaiban fordulhat elő, ha a vírusgenomot előzőleg eljuttatták ezekhez a sejtekhez. Mivel a HBV és a HDV burok szerkezete nagyon hasonló, feltételezhető, hogy a célsejthez való kötődés és behatolás mechanizmusa közös lesz ezeknél a vírusoknál. Valójában a legtöbb jelenleg rendelkezésre álló információ a HBV sejtbe való bejutásának mechanizmusairól a HDV-fertőzés modelljeiből származik [9] .

Mindkét vírus L-HBsAg-t igényel a fertőzőképességhez. A Pre-S1 domén 75 N-terminális aminosavának specifikus mutációi vagy a mirisztoiláció gátlása fertőzővé teheti a vírust. Az S-HBsAg antigén hurokdoménje és glikozilációs mintázata szintén hozzájárul a fertőzőképességhez , mivel ezen domén mutációi a PreS1 doméntől függetlenül is elnyomhatják a fertőzés kialakulását [9] .

A sejtbe való belépéshez a HBV-nek és a HDV-nek először a felületéhez kell kapcsolódnia; ennek oka a sejtes proteoglikánok heparán-szulfátok . A HDV-részecskék sejthez való kötődése több mint 15-szörösére nőtt a 4-5%-os polietilénglikollal végzett kezelés után . A HDV és HBV kötődésben szerepet játszó specifikus heparán-szulfátokat még nem azonosították, bár 2015 -ben a glipikán-5 bizonyult a legfontosabbnak ebben a folyamatban . A sejthez való kötődés szakasza szükséges, de nem elegendő a fertőzés kialakulásához; A heparán-szulfátokhoz kapcsolódó vírusok sejtbe jutása továbbra is elnyomható. Ráadásul a sejthez való kapcsolódás után a vírus további behatolása a sejtbe sokkal lassabb. Például az elsődleges humán hepatociták és a HDV 3 órás interakciója után a vírusrészecskék több mint fele a sejtfelszínen maradt, és ezért érzékenyek voltak a sejtbe jutást gátló inhibitorok (például egy megfelelő peptid) hatására. a PreS1 domén egy részére az L-HBsAg N-terminálisán) [24] . Kimutatták, hogy a HDV és a HBV sejthez való kötődését a suramin blokkolta , így a purinerg receptorok [9] részt vehetnek a kötődési folyamatban .

2012-ben megállapították, hogy a HBV és HDV funkcionális receptora a nátrium- tauroklorát kontranszport peptid (hNTCP, amelyet az SLC10A1 gén kódol ). Az NTCP a hepatociták bazolaterális membránjában található, és részt vesz az epesók intrahepatikus mozgásában . Úgy tűnik, hogy a vírusfertőzést az epesav megkötésében szerepet játszó aminosavak tartják fenn (nem pedig a nátrium megkötésében). Úgy tűnik, hogy az NTCP és a HBV/HDV közötti kölcsönhatást a vírusfelszíni fehérjék PreS1 doménjében található 75 N-terminális aminosav és az NTCP kötőhelye közvetíti, amely a sejtmembrán külső rétegének 5. hélixén található . Mivel a HDV számos sejttípusban képes replikálódni (nem csak a humán hepatocitákban), ha genomja megfelelően bejut a sejtbe, a hNTCP transzgenikus egerekről a közelmúltban kimutatták, hogy képesek megfertőzni a HDV-t [9] .

Nukleáris szállítás

A HBV klatrin - függő endocitózissal jut be a sejtbe, és átjut a korai és késői endoszómákon anélkül, hogy a savasodás és a proteázaktivitás befolyásolná . A HDV esetében erre nincs bizonyíték, bár kimutatták, hogy az L-HDAg fehérjeként működhet a klatrinnal való kölcsönhatás során. A HDV ribonukleoprotein sejtmagi transzportjának szakaszai a sejtbe jutás és a genom burokának eltávolítása után nem teljesen ismertek. A HDV ribonukleoprotein mozgása a citoplazma és a sejtmag között a HDAg részvételével és az importinekkel való interakciójával történhet [9] . A delta-antigénben jelenlévő nukleáris lokalizációs szignál miatt a nuklekapszid átkerül a sejtmagba [25] .

Replikáció és fehérjeszintézis

A replikáció során az antigenomikus RNS kizárólag a sejtmagban található, és a sejtmagban szintetizálódik , míg a nukleoplazmában szintetizált genomiális RNS-molekulák egy másik replikációs ciklusba léphetnek be a sejtmagban, vagy a citoplazmába exportálhatók, hogy új vírusrészecskéket állítsanak össze [ 9] [26] .

A HDV megduplázódik RNS-függő RNS-replikáció révén egy kettős gördülő gyűrűs mechanizmusban, amely sejt DNS-függő RNS-polimerázokat foglal magában , amelyek úgy tűnik, megváltoztatják specifitásukat (DNS-ről RNS-re). A kettős gördülő gyűrűs replikáció mechanizmusa hasonló a szimmetrikus gördülő gyűrűs replikációhoz a viroidokban, de magában foglalja az mRNS szintézis szakaszát. Két különböző polaritású cirkuláris RNS-templáton (genom és antigén) alapul, és intermedierként multimer lineáris transzkriptumok képzését foglalja magában [9] .

A HDV RNS replikációjához három enzimaktivitás szükséges:

• polimeráz aktivitás oligomer láncok szintéziséhez körkörös mátrixokon, továbbá az első szakaszban az antigenom szintetizálódik a genomi mátrixon, és a második szakaszban az antigén a genomszintézis mátrixaként működik;
• ribozimfüggő RNáz aktivitás, amely ezeket a láncokat monomerekre vágja;
• ligáz aktivitás a monomerek gyűrűbe zárásához [9] .

Ellentétben néhány nagyobb genommal rendelkező RNS-vírussal, a HDV-nek nincs saját RNS-függő RNS-polimeráza. Ezen túlmenően, más szatellitvírusokkal ellentétben, a HDV nem használja fel egy helper vírus polimerázát (vagyis egy olyan vírust, amely csak annak jelenlétében képes HDV virionokat képezni), ezért teljes mértékben a gazdasejt enzimeire támaszkodik. Van némi bizonyíték arra, hogy az RNS polimeráz II részt vesz a HDV replikációjában . Először is, a HDV mRNS-ek sapkával rendelkeznek az 5'-végen, és poli(A)-farokkal a 3'-végen, akárcsak a sejtes mRNS-ek; másodszor, a HDV RNS transzkripcióját elnyomja kis dózisú α-amanitin  , amely az RNS polimeráz II inhibitora ; végül az RNS-polimeráz II mind a genomiális, mind az antigenomikus HDV RNS-hez tud kötődni. Bizonyítékok vannak arra, hogy az antigenomikus RNS szintézise bizonyos rezisztenciát mutat az α-amanitinnel szemben, ezért lehetséges, hogy az RNS polimeráz I is részt vesz a transzkripcióban . Kimutatták, hogy mind az RNS-polimeráz I, mind az RNS- polimeráz III kölcsönhatásba léphet a HDV RNS-sel, és a genom és az antigenom szintézise a sejtmag különböző területein mehet végbe [27] [9] .

A vírus genomiális RNS-ének transzkripciója és replikációja közötti egyik különbség az alkalmazott enzimekben rejlik. Ezenkívül kimutatták, hogy a transzkripció és a replikáció különböző helyeken kezdődik, és ezért különböző RNS-polimerázokat használ. Ezenkívül a genom replikációjáért felelős mechanizmus nem ismeri fel az mRNS 3'-végének éréséhez szükséges hasítási/poliadenilációs jelet. Ismeretes, hogy az RNS-polimeráz I, amely átírja az rRNS -géneket a sejtben , nem lép kölcsönhatásba az RNS-polimeráz II transzkriptumainak szétvágásában és poliadenilációjában szerepet játszó sejtes faktorokkal. Ez magyarázhatja azt a tényt, hogy a genomi RNS-t templátként használó gördülő gyűrűreplikációból származó multimer antigenomikus RNS-ek nem hasadnak a poliadenilációs jelnél [27] .

A kísérleti adatok egy alternatív értelmezése szerint az RNS-polimeráz II-t replikációra és transzkripcióra egyaránt használják. Ez a modell azt sugallja, hogy a poliadenilációs szignált a celluláris vágófaktorok nem minden esetben ismerik fel, ami lehetővé teszi mind a multimer antigenom templátok, mind a 800 nukleotidos mRNS szintetizálását ugyanazon celluláris RNS polimeráz felhasználásával. Ez a modell azonban nem magyarázza meg az antigenomikus templátok szintézisének α-amanitinnel szembeni érzéketlenségét [20] .

Bár az egyes polimerázok specifikus szerepe a HDV-replikációban még tisztázásra vár, egyértelmű, hogy a HDV képes a DNS-függő RNS-polimerázt az RNS-sel együttműködni. Ennek a váltásnak a mechanizmusa nagyrészt tisztázatlan. Valószínűleg az S-HDAg részt vesz az RNS polimeráz II specificitásának megváltoztatásában. Képes kötődni az RNS-polimeráz II-hez és fokozni a transzkripciót az elongáció közvetlen stimulálásával vagy a gátló hatások semlegesítésével. Ezenkívül biokémiai kölcsönhatásba lép az RNS-polimeráz II 12 alegységéből 9-el. Talán ez a kölcsönhatás nem korlátozódik egyedül az RNS-polimeráz II-re, mivel az S-HDAg kölcsönhatásba lép és/vagy kolokalizálódik nukleoláris fehérjékkel (beleértve a nukleofoszmint és a nukleolint ), ami további megerősítésként szolgálhat az RNS-polimeráz I HDV-replikációban való részvételére [9] . Az is lehetséges, hogy a DNS-függő enzim részben kétszálú pálcikaszerű szerkezete miatt genomi RNS-sel dolgozik [27] .

A HDV mRNS egyetlen nyitott leolvasási kerettel rendelkezik, amely a delta antigént kódolja [5] . A HDV RNS-en lévő transzkripciós iniciációs helyek vagy promoterek jelenléte vita tárgya. Kimutatták, hogy a HDAg mRNS 5'-terminális régiója egybeesik a pálcika alakú genomi RNS egyik végével, összetett másodlagos szerkezetű, és fontos szerepet játszhat a HDV replikációjában [9] .

A genomiális és antigenom molekulák lineáris poli- vagy oligomer prekurzorok vágásával jönnek létre. Ezt a vágást egy ribozim végzi, amely mind a genomban, mind az antigenomban jelen van. A monomerek gyűrűvé (genomba vagy antigénbe) zárásához ligáz aktivitásra van szükség. Míg egyes tanulmányok kimutatták, hogy a gazdasejt szerepet játszik ebben a ligázban, mivel a HDV RNS ligálása csak emlőssejtekben fordul elő, egy másik kutatás kimutatta, hogy a HDV ribozimszekvenciák képesek önligálódni [9] .

Virionok összeállítása

A HDV virion kialakulásához a HDV ribonukleoproteint legalább S- és L-HBsAg-vel kell bevonni, így a HDV részecskék összeállítása csak HBV-vel együtt fertőzött sejtekben lehetséges. Sok megválaszolatlan kérdés van a HDV-részecskék összeállításával és a sejtből való kibocsátásával kapcsolatban. Ellentétben a HBV-vel, amely a HBsAg citoplazmatikus domént igényli, beleértve a PreS1 és PreS2 közötti csatlakozást is, hogy felszabadítsa a részecskéket, a HDV nem. Ennek alapján azt javasolták, hogy a HDV a Golgi-készülék kibocsátási útvonalát használja a szubvirális részecskékhez , nem pedig a multivezikuláris testhez , mint a HBV. Lehetséges, hogy a klatrin részt vesz a HDV-virionok exportjában. A HDV ribonukleoprotein körüli burok kialakításához az L-HDAg C-terminális régiójának farnezilezése szükséges, mivel ez szabályozza a HBsAg S régiójával való kölcsönhatást. A farnezilezés során egy 15 szénatomos lánc kapcsolódik az L-HDAg C-terminálisán jelenlévő C 211 XXQ-box motívumhoz, amely az összes HDV genotípus között konzervált [ 9] .

Kölcsönhatás sejtfehérjékkel

A HDV RNS kölcsönhatásba lép különféle gazdasejt fehérjefaktorokkal, hogy maximalizálja fertőzőképességét. Az interakció lehet közvetlen vagy közvetett a HDAg-ek kölcsönhatása révén velük. A HDAg különféle poszttranszlációs módosulásokon mehet keresztül , beleértve a foszforilációt , acetilezést , metilezést , szumoilációt és farnezilációt, ami lehetővé teszi számára, hogy kölcsönhatásba léphessen különböző sejtfehérjékkel, és szabályozza a vírus fertőzőképességét. Érdekes példa a HDAg kölcsönhatása az YY1 transzkripciós faktorral , amely a CBP / p300 komplex (két brómdomént tartalmazó fehérje) összeállítását indukálja, és ezáltal fokozza a HDV replikációját [28] .

A HDV életciklusának különböző szakaszait az RNS fehérjékkel való közvetlen kölcsönhatása is befolyásolhatja. A gliceraldehid-3-foszfát-dehidrogenáz (GADPH) egy enzim, amely általában részt vesz a glükóz metabolizmusában . A HDV genomiális vagy antigenomikus RNS-ével való kölcsönhatása azonban azt eredményezi, hogy ez a fehérje a sejtmagba kerül, és növeli a vírus ribozimaktivitását. Úgy tűnik, hogy HDV-fertőzésben a GADPH molekuláris chaperonként működik , a vírus RNS-t egy kettős pszeudoknotot tartalmazó konformációba tekercselve, ezáltal fokozva az önvágást [28] .

Egy másik példa a HDV RNS és a sejtfehérjék közötti közvetlen kölcsönhatásra mindhárom HDV RNS kölcsönhatása a PKR -rel  , egy kinázzal , amely különböző sejtfaktorokat aktivál, beleértve az eIF2a -t  , amely a transzlációs preiniciációs komplexum fontos tényezője. , amely fontos szerepet játszik a veleszületett immunitásban . A HDV RNS-sel való kölcsönhatás aktiválja a PKR-t, bár ez a fehérje általában kölcsönhatásba lép a kétszálú, de nem egyszálú RNS-ekkel. Talán a HDV RNS-ben található kétszálú régiók elegendőek ehhez a kölcsönhatáshoz. Az alábbi táblázat egyéb sejtfehérjéket sorol fel (a fent említett RNS-polimerázokon kívül), amelyekkel a HDV kölcsönhatásba lép [28] .

Társulás betegségekkel

Emberben a HDV súlyos májbetegséget, a hepatitis D-t okoz. A hepatitis D tünetei megegyeznek a hepatitis B tüneteivel, de sokkal súlyosabbak. Ezenkívül a hepatitis D-ben szenvedőknél sokkal nagyobb a kockázata a májcirrózis kialakulásának . A betegség lefolyása a delta hepatitis vírus genotípusától függhet : az 1-es genotípusú vírus által okozott fertőzést súlyosabb lefolyás jellemzi, mint a 2-es és 4-es genotípusú vírusok által okozott fertőzéseket. a hepatitis vírus olyan változásokat okozhat a májsejtek proteomjában , amelyek hozzájárulnak azok rosszindulatú átalakulásához; így a hepatitis D állhat a hepatocelluláris karcinóma hátterében [9] [29] . Ezenkívül a hepatitis D interferonnal történő kezelése gyakran pajzsmirigy-rendellenességekhez vezet [30] .

Kimutatták annak lehetőségét, hogy a delta hepatitis vírus részt vesz az autoimmun májbetegségek, például a Sjögren-szindróma kialakulásában [31] .

Kísérleti modellek

A delta hepatitis vírus felfedezése után mind in vitro , mind in vivo modelleket használtak további tanulmányozására [9] .

In vitro

Amint fentebb említettük, a HDV a HBV-vel ellentétben számos emlős sejttípusban képes replikálódni, ha a vírusgenom eljut hozzájuk, és nem csak a hepatocitákban. A legtöbb vírusreplikációs vizsgálatot hepatocelluláris karcinóma sejtvonalak (beleértve a Huh7 , HepG2 ) transzfekciójának in vitro modelljein végezték. A vírusrészecskék összeállításához azonban HBV fehérjékre van szükség, ezért gyakran hajtanak végre kotranszfekciót HBV felszíni fehérjéket kódoló plazmidokkal [9] .

Egészen a közelmúltig csak differenciált primer humán hepatociták (PHH), csimpánz vagy tupai hepatociták és nem transzformált HepaRG sejtek voltak képesek megfertőzni a HDV-t. Ezekkel a sejtekkel azonban nagyon nehéz volt dolgozni, ráadásul a kísérletek reprodukálhatóságával is voltak problémák. A hNTCP HDV-receptorként való azonosítása megváltoztatta a helyzetet, mivel lehetővé tette, hogy a HDV működőképesebb sejteket fertőzzen meg [9] .

In vivo

Bár a delta hepatitis vírus természetes gazdája az ember, egyes emlősök is fogékonyak erre a vírusra. A HDV-t széles körben tanulmányozták csimpánzokon , HBV-t segítő vírusként használva, valamint mormotákon ( a mormota hepadnavírust segítő vírusként használták ). Ezenkívül HBV-re érzékeny maláj tupayát , gyapjas majmokat és újabban denevéreket is használtak a HDV tanulmányozására. A mai napig számos egérmodellt fejlesztettek ki a HDV tanulmányozására [9] .

Használat

A hepatitisvírus delta ribozimját mesterséges szabályozó elemek létrehozására használják, amelyek módosítják a génexpressziót. Például a MAP4K4 gén expressziójának szabályozására az alloszterikusan szabályozott HDV ribozimból egy beágyazott teofillin egy konstrukciót hoztak létre , amely a primer mikroRNS -sel együtt képes elnémítani a MAP4K4 gént a májsejtekben RNS szinten. RNS-interferencián keresztül [32] .

Jegyzetek

1. ↑ Vírusok taxonómiája a Vírusok  Taxonómiájának Nemzetközi Bizottsága (ICTV) honlapján .
2. ↑ Abdurakhmanov D. T. Krónikus delta hepatitis: klinikai és morfológiai jellemzők, lefolyás és eredmények  // Ros. és. gastroenterol., hepatol., koloproktol. - 2004. - T. 14 , 4. sz . - S. 14-17 .
3. ↑ Orvosi mikrobiológiai, virológiai és immunológiai atlasz / Szerk. A. A. Vorobieva, A. S. Bykova. - M . : Orvosi Információs Ügynökség, 2003. - S.  131 . — ISBN 5-89481-136-8 .
4. ↑ Humán és Orvosi Virológia, 2010 , p. 122.
5. ↑ 1 2 3 Acheson, 2011 , p. 383.
6. ↑ Fattovich G. , Giustina G. , Christensen E. , Pantalena M. , Zagni I. , Realdi G. , Schalm SW . A hepatitis delta vírus fertőzésének hatása a B típusú kompenzált cirrhosis morbiditására és mortalitására. The European Concerted Action on Viral Hepatitis (Eurohep).  (angol)  // Gut. - 2000. - Vol. 46, sz. 3 . - P. 420-426. — PMID 10673308 .
7. ↑ 1 2 Flores R. , Owens RA , Taylor J. Patogenezis szubvirális ágensek által: viroidok és hepatitis delta vírus.  (angol)  // Jelenlegi vélemény a virológiában. - 2016. - Kt. 17. - P. 87-94. - doi : 10.1016/j.coviro.2016.01.022 . — PMID 26897654 .
8. ↑ Rizzetto M. , Canese MG , Aricò S. , Crivelli O. , Trepo C. , Bonino F. , Verme G. A hepatitis B vírussal kapcsolatos új antigén-antitest rendszer (delta/anti-delta) immunfluoreszcens kimutatása májban és HBsAg hordozók szérumában.  (angol)  // Gut. - 1977. - 1. évf. 18, sz. 12 . - P. 997-1003. — PMID 75123 .
9. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Alfaiate D. , Durantel orvosi vírus és Durantel D.: Hepatitis delta P. a jelenlegi és a vizsgált terápiás lehetőségek szempontjai.  (angol)  // Vírusellenes kutatás. - 2015. - Kt. 122. - P. 112-129. - doi : 10.1016/j.antiviral.2015.08.009 . — PMID 26275800 .
10. ↑ Humán és Orvosi Virológia, 2010 , p. 124.
11. ↑ Wang KS , Choo QL , Weiner AJ , Ou JH , Najarian RC , Thayer RM , Mullenbach GT , Denniston KJ , Gerin JL , Houghton M. A hepatitis delta (delta) vírusgenom szerkezete, szekvenciája és expressziója.  (angol)  // Természet. - 1986. - 1. évf. 323. sz. 6088 . - P. 508-514. - doi : 10.1038/323508a0 . — PMID 3762705 .
12. ↑ Fauquet CM, Mayo MA, Maniloff J., Desselberger U., Ball LA Deltavirus  (határozatlan)  // A Vírusok Taxonómiájának Nemzetközi Bizottságának nyolc jelentése. London. - 2005. - S. 735-738 .
13. ↑ 1993-ban ratifikált új taxonok  : [ eng. ] // Arch Virol. — Kód: [1993.02V]. - 1993. - 1. évf. 133. - P. 491-495.
14. ↑ Radjef N. , Gordien E. , Ivaniushina V. , Gault E. , Anaïs P. , Drugan T. , Trinchet JC , Roulot D. , Tamby M. , Milinkovitch MC , Dény P. A molekuláris filogenetikai elemzések széles körű és ősi afrikai hepatitis delta vírus sugárzása, ami legalább hét fő kládból álló deltavírus nemzetségre utal.  (angol)  // Virológiai folyóirat. - 2004. - 20. évf. 78. sz. 5 . - P. 2537-2544. — PMID 14963156 .
15. ↑ Fields, 2013 , p. 2227.
16. ↑ Lin CC , Lee CC , Lin SH , Huang PJ , Li HP , Chang YS , Tang P. , Chao M. RNS-rekombináció Hepatitis delta vírusban: Egy új, természetesen előforduló rekombináns azonosítása.  (angol)  // Journal of Microbiology, Immunology, and fertőzés = Weimian yu gan ran za zhi. - 2015. - doi : 10.1016/j.jmii.2015.10.013 . — PMID 26757847 .
17. ↑ Le Gal F. , Gault E. , Ripault MP , Serpaggi J. , Trinchet JC , Gordien E. , Dény P. Eighth major clade for hepatitis delta virus.  (angol)  // Feltörekvő fertőző betegségek. - 2006. - Vol. 12, sz. 9 . - P. 1447-1450. - doi : 10.3201/eid1209.060112 . — PMID 17073101 .
18. ↑ 1 2 3 4 Fields, 2013 , p. 2223.
19. ↑ Fields, 2013 , p. 2226.
20. ↑ 1 2 3 4 Acheson, 2011 , p. 384.
21. ↑ Weiner AJ , Choo QL , Wang KS , Govindarajan S. , Redeker AG , Gerin JL , Houghton M. A hepatitis delta vírus egyetlen antigenomikus nyílt leolvasási kerete kódolja a p24 delta és a p27 hepatitis delta antigén polipeptidek epitópjait. delta.  (angol)  // Virológiai folyóirat. - 1988. - 1. évf. 62. sz. 2 . - P. 594-599. — PMID 2447291 .
22. ↑ Fields, 2013 , p. 2225.
23. ↑ Zuccola HJ , Rozzelle JE , Lemon SM , Erickson BW , Hogle JM A hepatitis delta antigén oligomerizációjának strukturális alapjai.  (angol)  // Szerkezet (London, Anglia: 1993). - 1998. - 1. évf. 6, sz. 7 . - P. 821-830. — PMID 9687364 .
24. ↑ Fields, 2013 , p. 2224.
25. ↑ Xia YP , Yeh CT , Ou JH , Lai MM A hepatitis delta antigén nukleáris célzási jelének jellemzése: nukleáris transzport mint fehérjekomplex.  (angol)  // Virológiai folyóirat. - 1992. - 1. évf. 66. sz. 2 . - P. 914-921. — PMID 1731113 .
26. ↑ Li YJ , Macnaughton T. , Gao L. , Lai MM A hepatitis delta vírus RNS-templált replikációja: a genomiális és antigenomikus RNS-ek különböző nukleáris testekhez kapcsolódnak.  (angol)  // Virológiai folyóirat. - 2006. - Vol. 80, sz. 13 . - P. 6478-6486. - doi : 10.1128/JVI.02650-05 . — PMID 16775335 .
27. ↑ 1 2 3 Acheson, 2011 , p. 383-384.
28. ↑ 1 2 3 Katsarou K. , Rao AL , Tsagris M. , Kalantidis K. Fertőző hosszú, nem kódoló RNS-ek.  (angol)  // Biochimie. - 2015. - doi : 10.1016/j.biochi.2015.05.005 . — PMID 25986218 .
29. ↑ Shirvani -Dastgerdi E. , Schwartz RE , Ploss A. Hepatocarcinogenesis hepatitis B, delta és C vírusokkal kapcsolatban.  (angol)  // Jelenlegi vélemény a virológiában. - 2016. - Kt. 20. - P. 1-10. - doi : 10.1016/j.coviro.2016.07.009 . — PMID 27504999 .
30. ↑ Suvak B. , Dulger AC , Aykaç MC , Gonullu H. , Gonullu E. Delta hepatitishez kapcsolódó pajzsmirigybetegség: egyedülálló jelenség.  (angol)  // Przeglad gastroenterologiczny. - 2015. - Kt. 10, sz. 3 . - P. 169-172. - doi : 10.5114/pg.2015.49687 . — PMID 26516384 .
31. ↑ Weller ML , Gardener MR , Bogus ZC , Smith MA , Astorri E. , Michael DG , Michael DA , Zheng C. , Burbelo PD , Lai Z. , Wilson PA , Swaim W. , Handelman B. , Afione SA , Bombardieri M , Chiorini JA Hepatitis Delta vírust észleltek Sjögren-szindrómás betegek nyálmirigyeiben, és a Sjögren-szindrómaszerű fenotípust  in vivo ismételgeti . (angol)  // Kórokozók és immunitás. - 2016. - Kt. 1, sz. 1 . - P. 12-40. — PMID 27294212 .
32. ↑ Cheng H. , Zhang Y. , Wang H. , Sun N. , Liu M. , Chen H. , Pei R. MAP4K4 génexpresszió szabályozása RNS-interferenciával egy mesterséges teofillin-függő hepatitis delta vírus ribozimkapcsolón keresztül.  (angol)  // Molecular bioSystems. - 2016. - Kt. 12, sz. 11 . - P. 3370-3376. doi : 10.1039 / c6mb00540c . — PMID 27754501 .

Irodalom

• Fields Virology / Főszerkesztők David M. Knipe, Peter M. Howley. — Hatodik kiadás. - Philadelphia, USA: Lippincott Williams & Wilkins, 2013. - 2582 p. — ISBN 978-1-4511-0563-6 .
• Nicholas H. Acheson. A molekuláris virológia alapjai . - 2. kiadás .. - WILEY (John Wiley & Sons, Inc.), 2011. - P.  379 -383. — 528 p. - ISBN 978-0-470-90059-8 .
• Desk Encyclopedia of Human and Medical Virology / Főszerkesztők Brian WJ Mahy, Marc HV van Regenmortel. - Elsevier Kft., 2010. - 661 p. — ISBN 978-0-12-375147-8 .