朊毒體
朊毒體（英语：Prion，发音为 /ˈpriː.ɒn/），又譯為普里朊、蛋白质感染因子、蛋白侵染子、朊病素、朊病毒、普列昂、普利子、普昂蛋白、普恩蛋白、普利恩蛋白等，是一類不含核酸而僅由蛋白質構成的可自我複製並具感染性的亞病毒因子。普里朊与普通蛋白质不同，经120 ~ 130℃加热4小时，紫外线，离子照射，甲醛消毒，并不能把这种传染因子杀灭，对蛋白酶有抗性[1]，但不能抵抗蛋白质强变性剂，如：苯酚、尿酸。[2]
普里朊具体的活动和复制机制还不是很清楚，但是它们通常被认为是引起某些疾病的原因，這一系列疾病是先前人们了解甚少的传染性海绵状脑病，这些脑病包括羊搔痒症和牛海绵状脑病。这些疾病对脑组织结构的影响都是致命的和目前不可医治的。
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名稱 [编辑]
來自proteinaceous infectious agent，为蛋白質感染因子之意。
历史 [编辑]
1960年，Tikvah Alper和John Stanley Griffith提出了感染性海绵状脑病可能是由于只由蛋白质组成的感染因子所导致的。[3][4]
美国加利福尼亚大学的史坦利·布魯希納（Stanley B. Prusiner）于1982年纯化了这种只由蛋白质组成的感染因子，发现它是一种特殊的蛋白质。斯坦利提出“prion”这个词是来自于“proteinaceous infectious”（蛋白质感染）的衍生词（-on的后缀是借用自病毒体——viron）。斯坦利由于发现PrpSC（一普里朊）和PrPC具有相同的一级结构（氨基酸序列）而具有不同的二级和三级结构（构象），打破了以往蛋白质的一级结构决定高级结构（一条序列一种结构）的定律，而获得了1997年的諾貝爾生理學或醫學獎。
功能 [编辑]
推测普里朊仅由蛋白质组成，没有核酸。在这之前，科学家认为所有的病原体都有可复制的核酸（细菌、病毒等等）。
研究人员发现了一个突破口：这种具有感染性的因子主要由被称为PrP的蛋白质组成的。这种蛋白质可以在細胞膜上找到（具体功能还不了解），但是具有感染性的因子PrpSC与正常因子PrPC在形状上有一点不同。科学家推测这种变形的蛋白质会引起正常的PrPC转变成具有感染性的蛋白质，或者可以使正常的PrPC在合成的折叠过程中发生折叠错误从而使本应成为正常的PrPC蛋白质的多肽变成感染性的因子PrpSC，这种连锁反应使得正常的蛋白质和致病的蛋白质因子都成为新病毒的材料。在这个假说被提出来以后，产生PrP的基因被抽离出来，产生不同形状的突变基因被成功的定义和复制，研究实验鼠的结果为这个假说提供了支持，这些证据现在是强有力的，但并不是无可争议的。
普里朊似乎在直接与受感染的组织接触时感染性很强。例如，人们可能会因为注射直接来源于人类脑下垂体的生长激素而感染Creutzfeldt-Jakob疾病或克雅二氏病，或通过脑部外科手术的仪器传染（普里朊可以幸存于通常为外科器械消毒的高压灭菌器）。通常也认为，食用受感染的动物可以通过积累缓慢地引起疾病，特别是可以引起普里朊在世代间积累的同类相食或类似的行为，例如太平洋一个小岛上发生的库鲁病。虽然这种风险没有被证明，但是现代农场不接受给反刍动物餵养反刍动物蛋白质粉末就是一个警惕。[來源請求]
普里朊没有引起免疫系统察觉的原因是，它们的“安全形式”从个体出生的一刻起就存在于体内。“危险”普里朊与之的差别只是它们的折叠结构有差别。普里朊通过不断聚合，形成自聚集纤维，然后在中枢神经细胞中堆积，最终破坏神经细胞。根据脑部受破坏的区域不同，发病的症状也不同，如果感染小脑，则会引起运动机能的损害，导致共济失调；如果感染大脑皮层，则会引起語言、记忆力及行為能力的下降。变异性克雅氏病的致死率较高。
最近的研究发现普里朊虽然没有遗传物质，但是在生物体内会进化得更加致命。[5]
朊毒體疾病 [编辑]
朊病毒导致神经退行性疾病，由淀粉样蛋白聚集在中枢神经系统的细胞外，形成扰乱正常组织结构的斑块。其他组织学改变包括星形胶质细胞增生和炎症反应的情况下产生的海绵状结构在组织上形成微小的“洞”。朊病毒疾病的潜伏期一般是相当长，但是一旦出现不适症状，病情进展迅速，导致脑损伤和死亡。症状包括神经症状，抽搐，痴呆，共济失调（平衡和协调功能障碍），行为或人格改变。 所有已知的朊病毒疾病，统称为感染性海綿狀腦病（TSES），是无法治愈的。进食或在饲料中加入患朊毒體疾病动物的肉或内脏，可使动物感染。人类普里朊病的传染途径包括：与病牛的接触，进食疯牛肉，医源性传染，还有大约有15%的患者为家族遗传。[1] [6] [7] [8]
動物 [编辑]
- 绵羊、山羊、欧洲盘羊：羊搔痒症
- 牛：牛海綿狀腦病
- 水貂：傳染性貂腦病（Transmissible mink encephalopathy, TME）
- 白尾鹿、麋鹿、骡鹿、驼鹿等：慢性消耗病
- 猫科动物：貓科海綿狀腦病（Feline spongiform encephalopathy, FSE）
- 薮羚、劍羚、扭角林羚、羚羊、美洲野牛等：外來偶蹄類腦病（Exotic ungulate encephalopathy, EUE）
- 鸵鸟：海绵状脑病（已经被证明不传染）。
人類 [编辑]
- 克罗伊茨费尔特-雅各布氏症简称克雅二氏病
- 散发性克雅氏病（Sporadic Creutzfeldt–Jakob disease, spCJD）
- 传统克雅氏病（Classical Creutzfeldt - Jakob disease, cCJD）
- 感染性克雅氏病
- 家族或遗传性克雅氏病
- 家族性克雅氏病（Familial Creutzfeldt–Jakob disease, fCJD）
- 杰茨曼－斯脱司勒－史茵克综合征（Gerstmann-Sträussler-Scheinker syndrome, GSS）
- 致死性家族失眠症
有用的普里朊 [编辑]
正是对普里朊的研究，科学家发现了一些具有β片层结构的多肽具有自聚集的性质，可以自聚集形成纤维，为纳米材料提供了新的研究思路。多肽的β片层之间可以形成氢键，将一个一个多肽单体按照特定的结构连接在一起，形成纤维。世界上许多实验室正在人工合成一些可以自聚集形成纤维的多肽，希望能够控制纤维的生长，找到新的功能材料。
并不是所有的普里朊都是危险的，事实上，它们存在于很多植物和动物中。正因为如此，科学家认为这些变形的蛋白质一定为它们的宿主带来了一些好处。这个假设在对一种特定的藓类植物进行研究的时候被证实。正常情况下，当一个地方的藓与另一个地方的藓长得足够它们的外层细胞相接触时，病毒会从一个受感染的藓的部分传播到另一个没有受感染的藓的部分。但是，普里朊似乎会绕到被感染的藓的边缘部分。这可以引起藓边缘部分的细胞死亡，从而形成一个屏障，阻止病毒穿过，从而避免受到感染。
1965年，研究人员在布赖恩·科克斯（Brian Cox）的指导下，发现了一种奇怪的遗传，他们把它称为[PSI+]因子（[PSI+] element）。1994年，里德·维克尼（Reed Wickner）提出假说，认为[PSI+]和另一个遗传因子都是普里朊。很快人们就注意到热休克蛋白（heat shock proteins，可以帮助其它蛋白质正确折叠的蛋白质）可以减少[PSI+]的影响。研究人员的研究显示出了氨基酸序列如何帮助PSI蛋白质（Sup35p）在普里朊和非普里朊状态间转化。这个研究使得Susan Lindquist认为，普里朊转换在某种情况可能是有利的，使得它们在进化中得以保留。
也有人推测普里朊与细胞分化有关，他们能够刺激幹细胞的功能分化（例如形成肌肉细胞和血细胞）。
參考文獻 [编辑]
- ^ 1.0 1.1 http://www.infectcma.org.cn/news.php?cate=175522&id=7474 普里朊及海绵状脑病的研究进展
- ^ http://www.jysls.com/thread-555860-1-1.html 普里朊感染
- ^ Alper T, Cramp W, Haig D, Clarke M. Does the agent of scrapie replicate without nucleic acid?. Nature. 1967, 214 (5090): 764–6. doi:10.1038/214764a0. PMID 4963878.
- ^ Griffith J. Self-replication and scrapie. Nature. 1967, 215 (5105): 1043–4. doi:10.1038/2151043a0. PMID 4964084.
- ^ http://science.solidot.org/science/10/01/12/0458217.shtml 没有DNA的普里朊也会进化
- ^ 90. Prions. ICTVdB Index of Viruses. U.S. National Institutes of Health website. 2002-02-14 [2010-02-28].
- ^ Hussein MF, Al-Mufarrej SI. Prion Diseases: A Review; II. Prion Diseases in Man and Animals (PDF). Scientific Journal of King Faisal University (Basic and Applied Sciences). 2004, 5 (2): 139 [2010-02-28].
- ^ BSE proteins may cause fatal insomnia.. BBC News. 1999-05-28 [2010-02-28].
外部連結 [编辑]
