朊毒体及海绵状脑病的研究进展(2)
将纯化的瘙痒症动物PrP接种田鼠，从富含传染因子的田鼠(HA)大脑组织获得的亚细胞组分，证明有一种对蛋白酶敏感的蛋白质，分子量33～35KD，定名为PrP，对蛋白酶有抗性的蛋白质，分子量27～30KD，定名为PrPsc，后者是前者的致病特异性重要成分，对照组动物缺乏此蛋白质。把PrP 27～30进一步纯化成单一成分后，感染田鼠及小鼠(MO)，再从受感动物大脑中分离出PrP的mRNA，构建cDNA库，对此cDNA的表达产物测序表明，Ha及Mo PrP的cDNA编码蛋白为254个氨基酸，而早在50年代，Alper等曾提出动物瘙痒症的传染因子可能由253个氨基酸组成，信号肽(SP)位于NH2末端，有22个氨基酸。当PrPc在粗面内质网中合成后，经高尔基器加以修饰，然后转运到细胞膜内面，以糖磷脂酰肌醇(glycophosphatidyl inositol，GPI)为支持点而结合。此时，PrP的-COOH基端可删去23个氨基酸，信号肽被裂解。对朊毒体的分子生物学及结构深入研究，有可能在细胞自我调节及机体内环境稳定的机理方面，揭开一个崭新的领域。
, 百拇医药
二、朊毒体的构型及特征
利用分子探针技术证明正常人PrP基因位于第20对染色体的短臂上，并证明PrPc是人类及动物细胞内的正常成分。序列测定表明PrPc与PrPsc之间并无差别，同属一种蛋白质却有两种构型。这两种异构体都曾在未变性的条件下加以纯化，他们的次级结构均用傅里叶变换红外及圆振二向色性光谱镜(Fourier transorm infrared and circular dichroism spectroscopy)加以测定。发现PrPc α-螺旋高达42%，β-片层仅3%，而PrPsc的蛋白骨架却完全伸展形成的β-片层高达43%，α-螺旋仅30%。
在培养细胞内，PrPc向PrPsc的转变发生在神经元内部，此后PrPsc在溶酶体中沉积。在大脑中填满PrPsc及伴随的杆状淀粉样(amyloid)颗粒的溶酶体，会突然爆破并损害细胞。当宿主的神经细胞死亡后，在脑组织中留下许多小孔如海绵状，释出的Prsc会袭击另外的细胞，这是朊毒体的重要特点。
, 百拇医药
人类朊毒体病大约有15%的患者为遗传性，均为常染色体显性遗传，其余为传染性病例包括医源性及散发性。已经证明在遗传性患者的家族中均有PrP基因的突变(在人类命名为PRNP)。PrP基因内有突变的个体，对于从α-螺旋向β-片层的转变特别易感，遇到外来致病因子(例如PrPsc)时，约有一半成员会发病，其潜伏期的长短与接触的剂量、毒株有密切关系。PrP既然缺乏核酸，株型的不同在于构型的差别，一种PrP能高度有效地折叠PrPc成为致病性，表现为较短潜伏期，另一种方式折叠可能不太有效而潜伏期较长(潜伏期为4～40年，平均10～15年)。即使是同一构型，也可能沉积于大脑不同的神经元群内，从而产生不同的临床表现。
三、朊毒体的复制
用瘙痒症传染因子感染培养细胞的脉冲示踪(pulse-chase)实验表明，PrP的转变是翻译后反应。瘙痒症蛋白接触到PrPc分子后，会使PrPc发生构型转变成为致病性PrPsc。这种反应类似瀑布型，已发生转变的分子又可使其他正常分子发生转变。在携带PrP基因点突变或插入突变的个体，突变的PrPc分子有可能自发地转变成PrPsc。虽然起初随机反应可能达不到致病作用，一旦出现此类转变之后，会发生自动催化反应(autocatalytic event)，使PrPsc呈指数形式剧增。这一机理可以解释有些人隐藏胚胎时的突变而数十年并不发生中枢神经系统的退行性变，因为PrPsc在大脑上中的蓄积是缓慢的。大脑中PrPsc已有蓄积而PrPc的mRNA仍不改变，也说明这种转变是蛋白质的翻译后反应。, 百拇医药(李梦东)
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二、朊毒体的构型及特征
利用分子探针技术证明正常人PrP基因位于第20对染色体的短臂上，并证明PrPc是人类及动物细胞内的正常成分。序列测定表明PrPc与PrPsc之间并无差别，同属一种蛋白质却有两种构型。这两种异构体都曾在未变性的条件下加以纯化，他们的次级结构均用傅里叶变换红外及圆振二向色性光谱镜(Fourier transorm infrared and circular dichroism spectroscopy)加以测定。发现PrPc α-螺旋高达42%，β-片层仅3%，而PrPsc的蛋白骨架却完全伸展形成的β-片层高达43%，α-螺旋仅30%。
在培养细胞内，PrPc向PrPsc的转变发生在神经元内部，此后PrPsc在溶酶体中沉积。在大脑中填满PrPsc及伴随的杆状淀粉样(amyloid)颗粒的溶酶体，会突然爆破并损害细胞。当宿主的神经细胞死亡后，在脑组织中留下许多小孔如海绵状，释出的Prsc会袭击另外的细胞，这是朊毒体的重要特点。
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人类朊毒体病大约有15%的患者为遗传性，均为常染色体显性遗传，其余为传染性病例包括医源性及散发性。已经证明在遗传性患者的家族中均有PrP基因的突变(在人类命名为PRNP)。PrP基因内有突变的个体，对于从α-螺旋向β-片层的转变特别易感，遇到外来致病因子(例如PrPsc)时，约有一半成员会发病，其潜伏期的长短与接触的剂量、毒株有密切关系。PrP既然缺乏核酸，株型的不同在于构型的差别，一种PrP能高度有效地折叠PrPc成为致病性，表现为较短潜伏期，另一种方式折叠可能不太有效而潜伏期较长(潜伏期为4～40年，平均10～15年)。即使是同一构型，也可能沉积于大脑不同的神经元群内，从而产生不同的临床表现。
三、朊毒体的复制
用瘙痒症传染因子感染培养细胞的脉冲示踪(pulse-chase)实验表明，PrP的转变是翻译后反应。瘙痒症蛋白接触到PrPc分子后，会使PrPc发生构型转变成为致病性PrPsc。这种反应类似瀑布型，已发生转变的分子又可使其他正常分子发生转变。在携带PrP基因点突变或插入突变的个体，突变的PrPc分子有可能自发地转变成PrPsc。虽然起初随机反应可能达不到致病作用，一旦出现此类转变之后，会发生自动催化反应(autocatalytic event)，使PrPsc呈指数形式剧增。这一机理可以解释有些人隐藏胚胎时的突变而数十年并不发生中枢神经系统的退行性变，因为PrPsc在大脑上中的蓄积是缓慢的。大脑中PrPsc已有蓄积而PrPc的mRNA仍不改变，也说明这种转变是蛋白质的翻译后反应。, 百拇医药(李梦东)