朊病毒是如何遺傳的?

2021-02-15 生物醫學大講堂

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1986年在英國發生的「狂牛症」(牛海綿腦病),嚴重打擊了當時的養牛業，並直接危及到了人類健康,至今餘波未平。其病原即是朊病毒。多年來大量的研究表明，朊病毒是一種不含有任何DNA或RNA、傳染性極強的蛋白質顆粒。作為一種只含有蛋白質的病毒，朊病毒是通過何種方式在動物中傳播的呢？它的遺傳物質又是什麼?

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1997年，諾貝爾生理醫學獎授予了美國生物化學家斯坦利·普魯辛納（Stanley B.P Prusiner），因為他發現了一種新型的生物—朊病毒（Prion）。2009年，Susan Lindquist在CELL期刊發表文章稱她們在酵母中篩選出了200餘種符合朊病毒蛋白標準的序列。朊病毒不僅與人類健康、家畜飼養關係密切，而且可為研究與痴呆有關的其他疾病提供重要信息。


人類朊病毒現已發現以下四種：庫魯病、克雅氏綜合症、格斯特曼綜合症和致死性家族性失眠症，其病症與病理變化的主要特徵與患病動物十分相似。其中庫魯病的研究最早。庫魯病（Kuru）是20世紀上半世紀大西洋的巴布亞—紐幾內亞東部居民中的一種流行病，其主要症狀為震顫、共濟失調、腦退化痴呆，漸至完全喪失運動能力，3～6個月內因衰竭而死亡。美國醫學家蓋杜賽克曾在該地區進行20年研究，探明該病的發生與當地人食用人肉的祭祀方式密切關聯，並提出了預防措施。1968年停止該儀式後該病得到控制，從而拯救了一個部落的人群，蓋杜賽克為此獲得了1976年諾貝爾醫學獎。

朊病毒已經超出了經典病毒學的生物學概念，研究表明，蛋白質在特定條件下發生突變或構型上的變化，由良性變為惡性，即變為具有傳染性的蛋白質顆粒，這一觀點向傳統觀點提出了強有力的挑戰。由朊病毒引起的疾病近年來不斷被發現並相繼被確認，不論在人群中還是在動物群中的發病率在全球範圍內呈上升趨勢，因而對朊病毒的研究不僅有重大的理論意義，同時還有迫切的現實意義。

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    直到2013年，他才在其他領域的朊病毒研究現象中找到了「靈感」，杆狀病毒表達因子出現的聚集現象十分類似於朊病毒。 這一想法令許曉東有些興奮，要知道，雖然自上世紀80年代科學家們在研究羊瘙癢病時發現了朊病毒後，已經陸續在動物、植物、真菌和細菌中都找到了朊病毒的身影，但是，作為非細胞的生物類群——病毒中是否存在朊病毒卻一直不為人知。
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    20世紀80年代科學家們在研究傳染性海綿狀腦病（transmissible spongiform encephalopathy, TSE）時發現了朊病毒的存在，美國生化學家Stanley Prusiner因發現朊病毒獲得了1997年的諾貝爾生理學或醫學獎。近40年來，科學家們陸續在動物、植物、真菌和細菌中都發現了朊病毒。
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  • 生物學家在研究朊病毒如何殺傷腦細胞
    20年前發現降解酶的哈佛醫學院教授Alfred  Goldberg在最新一期的《新英格蘭醫學期刊》上撰文探討了當大腦被稱做朊病毒的特殊骯髒蛋白感染時廢物處理系統所出的問題。朊病毒通過按照自身結構重建正常蛋白結構來引發Creutzfeldt-Jakob病（或在牛身上引發「狂牛症」）。
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    直到多年以後，科學家才發現狂牛症是由於一種蛋白質病毒感染導致的。 這種病毒就是朊病毒（Prion Virus）。 朊病毒是一種蛋白質病毒，說是病毒，其實它並不符合病毒的定義，甚至並不是嚴格意義上的生命。
  • PLoS Pathog:朊病毒或會通過神經入侵的方式擴散到大腦中
    ，朊病毒能通過汙染的食物、外科器械和血液進行傳播，朊病毒的傳播會在人類中引發庫魯病的流行，在牛中引發牛海綿狀腦病的發生，進而在人類中引發克雅氏病。此外，注射被朊病毒汙染的激素也會引發傳播性海綿狀腦病，為了開發出能藥物來有效抑制汙染食物或醫療器械暴露後朊病毒向大腦中的擴散，研究人員就需要了解朊病毒如何從原始位點進入大腦中。
  • 打破外國壟斷 中國科學家首次發現藏在病毒中的朊病毒
    另外，許曉東在LEF-10上發現的現象和朊病毒其他一些特徵也能夠對應上，比如：朊病毒聚合體大多都不均一，分子量會呈現為倍數關係；一般朊病毒的形成需要某些特定的因素，因此僅會在少數細胞中變成聚合體。這麼一來，許曉東的研究前景變得豁然開朗。當時，科學界僅在哺乳動物和真菌中發現過朊病毒，還沒有人報導過病毒中的朊病毒。
  • 關於朊病毒的簡介
    朊病毒又稱為朊粒、蛋白質侵染因子、毒朊或感染性蛋白質，是一類能侵染動物並在宿主細胞內複製的小分子無免疫性疏水蛋白質。朊病毒與常規病毒一樣，有著可濾過性、傳染性、致病性、對宿主範圍的特異性，但它比已知的最小的常規病毒還小得多（約30～50nm）；電子顯微鏡下觀察不到病毒粒子的結構，而且不呈現免疫效應，不誘發乾擾素產生，也不受幹擾作用。
  • 生物界毒王，衝擊中心法則的朊病毒，究竟是何方神聖？
    因而，朊病毒「病毒之王」稱號並非浪得虛名。二、朊病毒真身顧名思義，很多人會誤將「朊病毒」理解成某一種特定品種病毒，實則不然。「朊」，本意就是「蛋白質」。故而，朊病毒其實是一類能侵染宿主並實現自我複製的小分子「無免疫性疏水蛋白質」統稱。
  • 我國專家在病毒中發現朊病毒
    《自然·通訊》雜誌在線發表了題為《一個具有朊病毒特性的病毒表達因子》的論文，該課題組在病毒中發現朊病毒，這一發現或為阿爾茲海默症的防治帶來曙光。朊病毒是一類具有感染性的特殊蛋白，這種蛋白能將某種構象在同種蛋白甚至不同種蛋白間傳遞，最終導致所有蛋白都發生變構。20世紀80年代，科學家們在研究傳染性海綿狀腦病時發現了朊病毒的存在。美國生化學家斯坦利·普魯西納因發現朊病毒獲得了1997年的諾貝爾生理學或醫學獎。
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    它們在許曉東腦海中拼出了一個單詞——prion（朊病毒）。被朊病毒感染的組織切片觀察。圖片： Wikimedia Commons　　「朊病毒」這個概念對於大部人來說，多少有些陌生。它名叫病毒卻不是病毒，而是一類出了bug（錯誤摺疊）的蛋白質。朊病毒具有感染性，有時會造成致命的疾病。
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  • Science子刊:阿爾茨海默病其實是一種雙朊病毒疾病
    這項新的研究提供的關於活躍的Aβ和tau朊病毒能夠促進這種疾病產生的新證據可能導致人們探究直接靶向朊病毒的新療法。論文共同通訊作者、加州大學舊金山分校神經退行性疾病研究所主任Stanley Prusiner博士說道，「我認為這毫無疑問地表明Aβ和tau都是朊病毒，而且阿爾茨海默病是一種雙朊病毒疾病，在這種疾病中，這兩種不好的蛋白一起破壞了大腦。
  • 世界首例病毒中的朊病毒被發現 阿爾茲海默症是怎麼回事
    這在以前是不可能的，美國人曾經這樣的下定論「你們做不出來」，而今，我們的科學家用事實證明了我們是完全可以做到的，我們的科學家將整個病毒的生長的過程完整的完成，證明了這種病毒的存在，因為研究這種病毒有很好的前景，我們知道的阿爾茲海默症就和這種病毒有關，如果能夠攻克這種病毒，那麼意味著阿爾茲海默症可能會得到治癒。
  • 吃草也可感染朊病毒
    原標題：吃草也可感染朊病毒 　　近日，位於美國休斯敦的德克薩斯大學健康科學中心的研究人員發現，草類植物可以結合、吸收和輸送具有傳染性的朊病毒。本研究在線發表在最新一期的《細胞報告》（Cell Reports）上。 　　朊病毒是一種基於朊蛋白的傳染性病原體。
  • 朊病毒——「上帝」對人類的懲罰
    朊是蛋白質的舊稱，朊病毒意思就是蛋白質病毒，朊病毒(prion virus)嚴格來說不是病毒，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因子。由此，蓋都塞克得出了一個新的結論，庫魯病的病原體既不是細菌，也不是通常的病毒，而是一種由蛋白質分子構成的朊病毒。由此，他獲得1976年度諾貝爾生理和醫學獎。
  • 相比病毒,人類應該重視更可怕的「絕命殺手」朊蛋白
    朊病毒 朊病毒又稱朊粒、蛋白質侵染因子、毒朊或感染性蛋白質，我們正常理解病毒是靠寄生在被感染對象的正常細胞中釋放遺傳物質RNA或者DNA來實現複製增殖的。然而，朊病毒（prion virus）嚴格來說就不是病毒，由於沒有病毒的結構，也沒有核酸和遺傳物質，簡單的說朊病毒就是一坨蛋白質。