病毒的致瘤機製

 

人乳頭瘤病毒為例

HPV能引起人類皮膚和粘膜的多種良性乳頭狀瘤或疣，某些型別感染還具潛在的致癌性。HPV與生殖道腫瘤的發生有密切關係，並與口腔、咽、喉、氣管等處的乳頭狀瘤和皮膚的疣等良性病變有關，其中與宮頸癌發生的關係最引人關注。隨著分子生物學和分子流行病學的迅速發展，病毒感染與腫瘤的關係受到廣泛重視。自Durst等應用核酸雜交技術在宮頸癌組織中檢測到HPV16型和18型DNA以來，眾多學者從臨床到分子生物學等不同方麵對HPV與宮頸癌的相關性進行了大量研究。其與宮頸腫瘤的病因學關係也日益明了，WHO於1992年宣布HPV是引起宮頸癌的首要因素,是僅次於乙肝病毒與肝癌相關強度的一個病毒致癌因子。

 

E5蛋白  

    HPV16的E5蛋白是一個含84個氨基酸的疏水膜蛋白，主要散在分布在內質網及高爾基體上。HPV16E5不能永生化原始的人角質細胞C；但能協同E6和E7，發揮很重要的補充作用。 

 

    E5蛋白主要生物活性是通過結合溶酶體ATP酶上16 kD的脂蛋白l2o J，抑製H 通過，使EGFR降解受阻，EGFR數目增多，EGF與EGFR作用後所激活的各種信號通路興奮時間延長。如表達HPV16E5的細胞在予以EGF後，可觀察到MAP激酶活性增強，C·Fos和C-Jun的表達增加。這提示E5可能通過MAP激酶途徑來發揮其致癌作用。大多數HPV的上遊調節區域包括AP．1的結合位點，並存在於表達E5的細胞中，由於C．Fos和C—Jun的表達增加，HPV的上遊調節區啟動子轉錄水平有所增加，因此HPV E5蛋白對於E6和E7蛋白的產生非常重要。另外，EGF是人角質細胞通過G 期所必需的細胞因子，E5的活性提示它可通過EGF來促進細胞周期進展。

 

   　HPV11和16 E5蛋白在N1H3T3細胞株中能抑製p21抑癌基因的表達，並使人角質細胞永生化。提示p21基因的表達受抑可能是癌基因所介導的生長刺激的機製之一[21]。

 

E6蛋白

    　E6蛋白是一個含151個氨基酸的蛋白，包括2個鋅指狀結構。E6蛋白能有效地使人乳腺上皮細胞永生化，與E7協同作用使人包皮角質細胞(HFK)永生化。

 

　　E6的主要功能是通過與p53和一種泛素連接酶E6．AP形成複合物，使p53泛素化分解而失去作用。E6還能通過將p53阻滯在胞漿內來阻止p53作用。E6對p53的抑製作用在HPV感染過程中非常重要，因為HPVE7單獨表達時，可以提高p53含量；HPVE2能誘導依賴p53的凋亡作用。p53升高以及誘導依賴p53的凋亡很可能在病毒複製前即可殺死感染細胞。表達E6的細胞能阻滯p53所誘導的細胞周期停滯及凋亡，因此，E6對p53的作用是增殖感染的重要部分，它的這一功能使有基因異常的細胞得以持續增殖。有文獻報道，HPV16E6蛋白能通過抑製p53的聯合興奮因子CBP／p300來抑製p53的作用。由於p3O0，CBP的一些目標基因參與細胞因子及免疫信號的產生，如IL-6，IL-8。HPVE6對0300／CBP的抑製作用，是HPV感染的免疫抑製機製之一

 

    除了與p53作用，HPV18E6還能通過E6-AP蛋白泛肽作用降解凋亡前蛋白Bak，這種與Bak的作用可能是不依賴p53的凋亡抑製作用。另有實驗表明E6通過形成C—myc—E6一E6．AP複合物來阻止C．myc所介導的凋亡，以保證病毒感染的持續存在。

 

    與E7類似，E6同樣也能繞過多種細胞周期負性因子的調控，如pl6和p27所致的G 期細胞周期停滯，使細胞進入DNA合成期(S期)。[22-25]

 

E7蛋白  

 

    E7蛋白是包括98個氨基酸的磷酸化核酸蛋白，共分為3個功能區CR1，CR2，CR3。E7通過位於c末端的鋅指狀結構形成二聚體；N末端的CR1和CR2區對E7蛋白的體外轉化有重要作用。E7是HPV的主要致癌蛋白，高危型HPV(16、18、31)E7單獨即能使人角質細胞(HFK)永生化。

 

   E7通過CR2區的LXCXE結構特異地與Rb第649—772位氨基酸的口袋結構結合，並釋放核轉錄因子E2F，使細胞進入DNA合成期。有趣的是LXCXE結構的氨基酸序列在許多病毒蛋白及細胞內Rb結合蛋白中亦存在⋯ ，如腺病毒的E1A蛋白、猿病毒40大T抗原(SV40LTAG)、CyclinD和組氨酸去乙酰化酶(HDAC)等。這個區域的高度保守性提示，病毒蛋白與pRb結合在其致病過程中具有重要作用，且E7能與細胞內蛋白競爭結合pRb。最近的研究表明，E7 c末端區域(CR3)能與pRb的第803位氨基酸至第841位氨基酸之間的區域相作用，導致E2F因子遊離，遊離的E2F因子進入核內，與一係列具有共同特殊序列的基因啟動子結合，如C．Myc，C．Myb，CDC．2，腺苷酸激酶，二氫葉酸還原酶和DNA聚合酶．Or．基因，結合後的複合物不僅能誘發DNA複製(S期)所需基因的轉錄；同時能誘導產生G 期調節因子，包括CyclinA和CyclinE，進一步對pRb磷酸化，導致G 期的調節失控。E7對CyclinE和CyclinA的影響。能延長宿主細胞終未分化時間，有利於病毒自身複製。

 

  高危型HPV和低危型HPV E7與Rb的結合力是不同的E2。這與LXCXE結構附近的序列有關，HPV6E7蛋白第20位氨基酸是甘氨酸，而HPV16E7蛋白在相應位置則為天冬氨酸 。

 

    E7對E2F的影響，除了依賴pRb途徑，E7還能直接結合E2F，並興奮其轉錄活性E2。E7還能通過結合組氨酸去乙酰化酶複合物(HDAC．1)組成部分Mi2．B來抑製HDAC．1作用E4，HDAC．1能與pRb協作抑製E2F轉錄因子活性，在細胞周期調控中有重要作用。E7與HDAC之間的作用提供了E7能減弱基因轉錄抑製的另一個機製。

 

    除了對E2F轉錄因子的作用，E7能與AP-1(acti．vator protein-1)轉錄因子家族作用。AP-1轉錄因子家族包括C-Jun，JunB，C-Fos等，AP-1轉錄因子介導早期有絲分裂。有研究發現，一方麵E7鋅指狀結構能與C．Jun的第224—249位氨基酸結合，激活細胞周期早期進展基因，在E7轉化過程中起重要作用。另一方麵E7的LXCXE結構能抑製pRb對C．Jun轉錄的興奮，使細胞分化脫離細胞周期進展。HPVE7對細胞分化及細胞周期進展的影響是通過一個複雜的模式進行的。E7還能與一些基本的轉錄因子結合(如TATA結合蛋白TBP和TBP相關因子-110)來介導它對基因轉錄的影響。

 

    E7蛋白的表達導致多種細胞周期負性調控的信號失效，包括p53介導的生長停滯，TGF-p介導的生長抑製、p16所介導的細胞周期停滯p21和p27所介導G ／S期阻滯等。體外實驗表明，HPVE7能結合並滅活p21，克服p21介導的對CyclinE和CyclinA相關激酶CDK2的抑製，並能阻滯p21對依賴增殖細胞核抗原(PCNA)DNA複製的抑製作用，從而減弱p21的雙重抑製作用。由於p21也可不依賴pRb來抑製E2F活性，因此導致p21抑製作用的進一步喪失。盡管E7能使細胞免於p53所介導的細胞周期阻滯，但表達E7細胞凋亡水平升高，這可能與DNA複製末期E7直接與CyclinA作用，導致依賴CyclinA的E2F失活過程的失效有關[26-29]。