2’-5’寡聚腺苷酸合成酶(oas)的活化及抗病毒作用研究进展

宪庆 1.2(综述) 伍参荣 1(审校) （1 湖南中医药大学 410000;2 湖南常德职业技术学院 415000） 【中图分类号】R978.7【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085（2012）15-0084-03 【摘要】目的 2-5寡聚腺苷酸合成酶(2-5oligoadenylates synthesis,OAS)是一种干扰素 诱导产生的抗病毒蛋白(antiviral protein,AVP)。OAS 在机体的抗病毒免疫过程中发挥着重 要作用。在信号传导中，OAS 通过介导细胞内信号转导而发挥抗病毒作用，对多种 RNA 病毒和部分 DNA 病毒均有抑制作用。活化的 OAS 发挥对病毒 RNA 的水解作用，以阻止 病毒复制。OAS 蛋白具有极大的临床应用价值和广阔的研究前景。近年来国内外关于 OAS 的研究成果不断出现，现就 OAS 的研究现状进行综述 【关键词】OAS 信号转导 病毒 【Abstract】 2-5oligoadenylates synthesis(OAS)is a kind of interferon induced protein,antiviral antiviral protein(AVP).OAS antiviral immune process plays an important role.In signal transduction of OAS,mediated by intracellular signalling the role.In recent years,the research results about the OAS at home and abroad,we reviewed the research status of OAS. 【Key words】 OAS Signal transduction virus 病毒入侵机体后，可诱导机体产生多种细胞因子(CK) ，CK 在机体抗病毒免疫中起着 非常重要的作用，在 CK 中，干扰素(IFN)是一种人类和动物细胞在对各种病毒等因素刺激 的应答中产生的具有多种功能的一类蛋白或糖蛋白，具有广谱抗病毒及免疫调节等作用1。 由干扰素诱导的抗病毒蛋白主要有 PKR 系统、2-5寡腺苷酸合成酶/RNaseL 系统和 Mx 系 统等。其中，对双链 RNA 激活的蛋白激酶(double-stranded RNA-activated protein kinase,PKR)和 2-5寡聚腺苷酸合成酶2, 3(2-5oligoadenylates synthesis,OAS)是研究最 为深入。OAS 是机体重要抗病毒蛋白之一，参与机体非特异性免疫和特异性免疫，在机体 的抗病毒、信号转导等过程中起重要作用4。 1 2-5寡腺苷酸合成酶/RNaseL 系统 包括 3 种独立的成分：2-5寡腺苷酸合成酶、RNA 酶 L、2-5腺苷磷酸二酯酶5 。 1.1 2，5-寡腺苷酸合成酶（ 2-5oligoadenylate synthetase，OAS）则代表了一个受 IFN 诱导的蛋白家族，属于保守双链 RNA 结合分子家族6。 N 端为调节区，能够结合 dsRNA 结合域（dsRNA-binding protein,dsRBD），dsRBD 含有两个串联排列的 dsRNA 结合基点（dsRNA-binding motif,dsRBM），两个 RNA 结合基点都是典型的 折叠 结构。dsRBD 能够识别 dsRNA7。在机体正常状态下， OAS 在静止细胞中低水平存在， 有 IFN 作用时能被强烈诱导1, 8。在与 dsRNA 结合并发生自身磷酸化后才被激活。OAS 主要分布在细胞质，其作用也主要在细胞质中完成。 1.2 核糖核酸酶 Lribonuclease L,RNase L）属于 2-5 腺苷酸 2-5oligoadenylate, 2- 5A）系统，能作用于 RNA，水解 5磷酸二酯键，把磷酸基团留在 3位置上。被激活的 RNAseL 限制性裂解病毒单链 RNA，可将其水解切成片段9。而机体细胞 RNA 要经过多 种转录后加工，例如 mRNA 的加帽以及 tRNA 的碱基修饰等。研究表明，经过加工的细胞 RNA 不再被核糖核酸酶 L 所识别，得以区分细胞与病毒 RNA 的关键 1.3 2-5腺苷磷酸二酯酶(PDEs) 具有水解细胞内环磷酸腺苷（ cAMP）或环磷酸鸟苷 （cGMP）的功能，降解细胞内 cAMP 或 cGMP，PDEs 在人体内分布广泛。2-5腺苷磷 酸二酯酶通过催化 2-5寡腺苷酸的降解调节整个系统10。 2 OAS 抗病毒机制 2.1 激活核糖核酸酶 L(RNAseL)，降解病毒 mRNA 当细胞受到病毒侵染后，诱导机体产生干扰素，干扰素刺激细胞诱生多种抑制蛋白质 转录和翻译的酶类，其中 2-5寡腺苷酸合成酶和 RNAseL 与干扰素的关系最为密切11, 12 2-5寡腺苷酸合成酶只有 dsRNA 存在下才具有活性，它催化由 ATP 合成 2-5寡聚腺苷酸 （2-5A），2-5A 再激活细胞内的 RNAseL，从而降解病毒和细胞内的 RNAs13-15。 机体感染病毒后，病毒基因组的 dsRNA 或是 RNA 病毒复制或者 DNA 病毒转录过程 中产生的短暂存在的 dsRNA 都能够激活 OAS16。在被 dsRNA 激活后，OAS 家族中的 蛋白将 ATP 聚合成 pppA(2cp5cA)n(n=1 或 n1)寡聚体，进而激活潜在的核糖核酸酶 L(RNAseL)，被激活的 RNAseL 裂解单链 RNA 而使病毒的 mRNA 降解，起到抗病毒的作 用17。 研究表明，病毒 dsRNA 激活 OAS，产生一系列短的 2-5寡腺苷酸(2-5A)，2-5A 再激活 2-5A 依赖性核糖核酸酶 L(Rnase L)，2-5A 是内源的 RNase L 的底物，活化 Rnase L 的核糖核酸内切酶活性，通过切除 3端的-Up-Xp-序列，使大量单链 RNA 水解， 起到抗病毒作用18。IFN 诱导的 2-5A 反应导致病毒 RNA 的降解除需要 OAS 和 Rnase L 两种酶外还需要磷酸二酯酶，催化 2-5A 的 2-5磷酸二酯键水解，使 2-5A 失活。人体 细胞中，OAS 主要有三种形式 19, 20，OAS1，OAS2，OAS3。OAS1 ，OAS2，OAS3 基因 5端均有一个干扰素应答反应元件(interferon stimulated response element，ISRE)。 三种形式 OAS 均能被 IFN 诱导，并随 IFN 的种类、细胞的种类、细胞的增长状况的不同 而不同。OAS 广泛存在于人体细胞中，与干扰素调节因子(Interferon regulatory factors IRF)结合的部分存在于 OAS 的启动子内。IRF-1 能使 OAS 基因启动子活化，IRF-2 能使 OAS 基因启动子抑制 21。 Sawai H22等研究显示 OAS1 基因的 3非编码区(untranslated region UTR)-347 位 点存在基因多态性。 2.2 OAS 引起细胞凋亡 OAS 是细胞对细胞内应激和环境应激发生反应的信号通路中的一种重要信号激酶23 。 期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 2-5寡腺苷酸合成酶，几种 caspase 酶，肿瘤坏死因子家族的受体以及受体的配体等，这 些基因中有的含有 IFN 刺激反应元件(ISRE)，相反，某些具有抑制凋亡作用的基因受到抑 制。IFN- 、IFN- 以及 IFN- 均能诱导细胞凋亡，IFN 调节的转录因子如 STAT、IRF 家 族是这些作用的重要介导因子，抑制细胞周期进程，促进细胞凋亡1, 24。 3 前景与展望 IFN 是一种广泛的非特异性抗病毒物质，被认为是宿主控制病毒感染的第一防线。 OAS 可以增强 IFN 的抗病毒作用，更为重要的是：IFN 可以刺激感染的细胞表面产生标记 蛋白质，有利于免疫细胞识别感染的细胞，当机体进入免疫清除期后，将有助于细胞毒性 T 细胞将感染的细胞清除，同时将 cccDNA 一起清除。现代研究证实，中药中有许多具有 内源性 IFN 诱生作用或促诱生作用的药物，七味白术散能提高 HRV 感染乳鼠血清 IFN- 水平，促进小肠粘膜局部 IFN-mRNA 的表达25，肝症口服液含药血清对 TGF诱导的 肝癌细胞 SMMC-7721 增殖有明显的抑制作用，能抑制 ERK 蛋白在细胞核中的表达，阻 断 TGF在细胞内的信号 26。苦参碱能抑制 K562 细胞内的蛋白酪氨酸激酶活性27。且 中药具有价格低廉、不良反应少、药源广泛等优点28，故中药诱导 IFN 的研究越来越引 起医学界的重视。而 OAS 是典型的 IFN 诱导产物，参与 IFN 的抗病毒机制。因此通过中 药诱导 IFN，进一步诱导并激活 OAS，从而增强机体的抗病毒能力，具有广阔的研究前景。 参 考 文 献 1Sen GC,Peters GA.Viral stress-inducible genes.Adv Virus Res.2007.70:233-63. 2Morin B,Rabah N,Boretto-Soler J,Tolou H,Alvarez K,Canard B.High yield synthesis,purification and characterisation of the RNase L activators 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