3.2 CVB感染心肌细胞的模式 CVB感染HeLa细胞后会出现明显的细胞病变(CPE),在CVB攻击24 h~72 h内,被感染的HeLa细胞变圆、聚堆、固缩,最终漂浮在培养液中,肿胀死亡,表现为急性感染模式。
但是嗜心肌的CVB3m攻击原代心肌细胞24 h之后,那些梭形、分裂旺盛的成纤维细胞表现出变圆、聚集等细胞病变,并在48 h后死亡脱落,而心肌细胞仍然贴壁生长,并保持博动,相比未感染病毒的心肌细胞,感染CVB3m的心肌细胞的搏动稍慢且不规则,个别细胞在病毒感染后保持博动长达10天以上。透射电镜观察可见,被感染的心肌细胞超微结构基本完好,线粒体变化明显,线粒体膜部分破裂,线粒体嵴呈絮状改变或者肿胀而大小不一,胞质内可见到晶格状的病毒颗粒,呈黑色点状排列。RT-PCR可从感染CVB3m的心肌细胞扩增到CVB3 5′-UTR。这些结果证实心肌细胞已经被CVB3m感染,但被感染的心肌细胞没有表现出类似HeLa细胞的急性细胞病变效应。
pNI4含有CVB1全长cDNA,转染HeLa细胞后可以转录出CVB1全长RNA基因组,并在细胞中复制增殖出大量完整CVB1病毒,我们将pNI4转染原代培养心肌细胞,结果虽然可以通过RT-PCR检测到CVB1 5′-UTR,却不能看到细胞病变类似CVB3m攻击HeLa细胞的表现。
检测感染或转染的心肌细胞培养液,可见心肌酶的水平和对照细胞相比有变化,说明CVB感染对心肌酶有一定的影响,具体机制还不清楚,有待进一步研究。
上述实验证据说明,CVB感染心肌细胞的模式不同于感染其他组织类型的细胞,CVB在心肌细胞内复制,但不明显破坏心肌细胞,不直接迅速杀死心肌细胞,心肌细胞的活动能力虽然有所下降,但是并没有出现类似其他组织类型细胞的细胞病变,心肌细胞仍然保持搏动能力,说明CVB与心肌细胞处于共生状态,表现为持续感染模式。
我们的CVB感染离体心肌细胞的结果支持心肌炎、心肌病的分子流行病学研究结果。在那些研究中,利用核酸杂交、核酸扩增、蛋白免疫技术可以在心肌炎、心肌病的心肌组织中检出CVB的核酸和抗原,也说明CVB可以长期在心肌细胞中持续感染。
Feuer等[8]发现,细胞周期状态可以影响CVB3m的复制,该研究将HeLa细胞的状态停留在G0期,可以看到HeLa的复制明显抑制。心肌细胞是一种终末分化细胞,在成年人体中心肌细胞应为G0期细胞,我们怀疑,心肌周期的这种变化,影响了CVB在心肌细胞的感染状态。
但是,本研究采用的乳鼠心细胞仍然具有分裂能力,这个因素在新建立的原代培养心肌细胞中尚不起作用,估计细胞周期因素之外,还有其他影响因素导致CVB在心肌细胞的持续感染。CVB致细胞病变的机制之一是CVB的2Apro、3Cpro蛋白酶切割宿主细胞的靶分子,如eGIF-4E、eGIF-4F等,这些分子与细胞的蛋白合成有关。我们推测,有可能是心肌细胞的这些靶分子的表达与其他组织类型细胞不同,导致CVB不显著地破坏心肌细胞。我们将在后面的研究中专题探究这种可能性。
本研究的实验还存在不足之处。由于时间限制,我们没有对感染心肌的CVB基因组测序,CVB是RNA病毒,RNA的复制保真性差,当CVB感染心肌细胞时可能存在一定与心肌细胞相适应的突变信息,这些信息对解释CVB在心肌细胞持续感染可能非常重要,希望在后续的研究中补上这部分工作。
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