Висна-маэди вирус - Visna-maedi virus

Висна вирус
Классификация вирусов е
(без рейтинга): Вирус
Царство : Рибовирия
Королевство: Парарнавиры
Тип: Artverviricota
Класс: Revtraviricetes
Порядок: Ортервиралес
Семья: Retroviridae
Род: Лентивирус
Разновидность:
Висна вирус
Синонимы
  • Маэди вирус

Вирус висен-маеди (также известный как вирус висны , вирус маеди-висно и баранина лентивирусы ) из рода лентивирусы и подсемейства Orthoretrovirinae , является ретровирусом , который вызывает энцефалит и хронический пневмонит в овцах . Он известен как вишна, когда обнаруживается в головном мозге, и маеди, когда заражает легкие. У овец на протяжении всей жизни стойкие инфекции возникают в легких , лимфатических узлах , селезенке , суставах , центральной нервной системе и молочных железах ; Это состояние иногда называютпрогрессирующей пневмонией овец (OPP), особенно в США , или болезнью овец штата Монтана. Лейкоциты линии моноцитов / макрофагов являются основной мишенью вируса.

Вирусная инфекция

Вирус Maedi-visna, впервые описанный в 1954 году Бьорном Сигурдссоном в Исландии , был первым лентивирусом, который был изолирован и охарактеризован в 1957 году Сигурдссоном. Маеди ( исландский маеди « одышки ») и висна (исландский висна „атрофия“ или „сокращение“ в спинном мозге ) относится к эндемическим условиям овцы стада , которые были найдены только после того, как связаны работ Sigurdsson в.

Инфекция вишны может прогрессировать до полного паралича, приводящего к смерти в результате истощения ; однако, если им оказывается помощь в еде и питье, инфицированные животные могут выжить в течение длительного периода времени, иногда более десяти лет. Репликация вирусов почти исключительно связана с макрофагами в инфицированных тканях; однако репликация в этих клетках ограничена, то есть большинство клеток, содержащих вирусную РНК, не продуцируют инфекционный вирус.

Заболевание было занесено в Исландию после импорта каракульских овец из Германии в 1933 году. Восприимчивость к инфекции маэди-висна варьируется в зависимости от породы овец, причем породы с грубой шерстью, по-видимому, более восприимчивы, чем овцы с тонкой шерстью. Попытки вакцинации против вируса маэди-висны не смогли вызвать иммунитет, иногда вызывая усиление виремии и более тяжелое заболевание. Программы ликвидации были созданы в странах по всему миру.

Сопутствующие заболевания и клинические признаки

Вишна-Маэди - хроническое вирусное заболевание, распространенное среди взрослых овец. Заболевание редко встречается у некоторых видов коз. Вирус Маэди Висна также называют прогрессирующей пневмонией овец (OPP). Это заболевание соответствует двум клиническим проявлениям, вызываемым одним и тем же Маэди в форме, которая приводит к хронической прогрессирующей пневмонии. Вишна относится к неврологической форме заболевания и вызывает преимущественно менингоэнцефалит у взрослых овец. Эта болезнь принесла много экономических потерь во всем мире из-за длительного инкубационного периода и высокой смертности овец и коз. Вирус MV может инфицировать овец любого возраста, но клинические симптомы редко возникают у овец моложе двух лет. Заболевания возникают постепенно, что приводит к неуклонной потере веса в дополнение к проблемам с дыханием. Также наблюдаются кашель, аборт, учащенное дыхание, депрессия, хронический мастит и артрит. Эти симптомы появляются в основном у животных старше трех лет и, следовательно, могут распространяться на другие стада до того, как будет установлен клинический диагноз. Животные с указанными выше симптомами могут умереть в течение шести месяцев после заражения. Этот причинный лентивирус может быть обнаружен в моноцитах, лимфоцитах и ​​макрофагах инфицированной овцы при наличии гуморального и клеточно-опосредованного иммунного ответа, а также может быть обнаружен путем проведения нескольких серологических тестов. Передача заболевания чаще всего происходит пероральным путем, вызванным проглатыванием молозива или молока, содержащего вирус, или вдыханием инфицированных капель аэрозоля. Из-за вариации штаммов MVV некоторые из клинических симптомов ассоциации могут быть более преобладающими в стае по сравнению с другими, наряду с различиями в моделях генетической предрасположенности.

Вирусная репликация

Вход

Вирус Visna Maedi (VMV) принадлежит к группе лентивирусов мелких жвачных (SRLV). В общем, SRLV проникают в клетку посредством взаимодействия их гликозилированного белка оболочки с клеточным рецептором на плазматической мембране клетки, облегчая слияние вирусной и клеточной мембран. Однако конкретный клеточный рецептор, который связывает VMV, не совсем определен. Несколько исследований предложили белки MHC класса II , CD4 и CXCR4 в качестве возможных рецепторов, однако ни один из этих белков не был установлен в качестве основного рецептора. Другое исследование предполагает, что лектины С-типа, входящие в семейство рецепторов маннозы (MR), играют роль альтернативного рецептора SRLV. Рецептор маннозы представляет собой трансмембранный белок массой 180 кДа с восемью тандемными доменами распознавания углеводов лектина С-типа (CRD), из которых CRD4 и CRD5 необходимы для распознавания остатков маннозы, фукозы и N-ацетилглюкозамина. Исследования показывают, что VMV проникает в клетку через маннозилированные остатки на белках ее оболочки. MR участвует в распознавании поверхности патогенов и участвует в фаго- и эндоцитозе и опосредует процессинг и презентацию антигена в различных клетках, включая моноциты / макрофаги и эндотелиальные клетки .

Репликация

Вирус Visna Maedi является ретровирусом, что означает, что его геном состоит из (+) РНК, которая подвергается обратной транскрипции, а затем интегрируется в геном хозяина после заражения. Эта интеграция и приводит к постоянной инфекции VMV на протяжении всей жизни. У VMV длительный инкубационный период. Во время первоначальной вспышки среди овец в Исландии не было никаких признаков клинического заболевания до шести лет после завоза каракульской овцы, которая принесла вирус из Германии в Исландию. Восприимчивость к инфекции также увеличивается с более высоким уровнем. VMV инфицирует клетки линии моноцитов, но реплицируется на высоких уровнях только тогда, когда моноциты более зрелые / дифференцированные. зрелости / дифференцировки моноцитов. Инфицированные дифференцированные моноциты, также известные как макрофаги , будут постоянно представлять антигены VMV, индуцируя Т-лимфоциты, чтобы производить цитокины, которые, в свою очередь, вызывают дифференцировку моноцитов.

Вирусная передача

Горизонтальная передача

Горизонтальная передача инфекции играет важную роль среди домашнего скота из-за того, что они часто находятся близко друг к другу, особенно во время зимнего содержания. Свободный вирус или инфицированные вирусом клетки обычно переносятся через дыхательные пути. Кроме того, фекально-оральная передача часто происходит через загрязнение питьевой воды. Также была доказана возможность передачи половым путем. Связи между передачей инфекции и другими продуктами выделения, такими как слюна и моча, пока не установлено.

Вертикальная передача

В эндемически инфицированных стадах домашнего скота свободные вирусы и инфицированные вирусом клетки передаются от матери к ягнятам через молозиво и молоко. Это одна из ключевых особенностей пораженных популяций, поскольку она в значительной степени способствует тому, что вирус становится эндемичным для стада. Ягнята чрезвычайно уязвимы для инфекций из-за проницаемости кишечника новорожденных.

Структура вириона

Частицы вируса Visna представляют собой сферы диаметром около 100 нм. Вирионы состоят из икосаэдрического капсида, окруженного оболочкой, происходящей из плазматической мембраны хозяина . Внутри капсида находятся комплекс нуклеопротеин-геном и ферменты обратной транскриптазы и интегразы . Кристаллическая структура вириона не получена, и число триангуляции икосаэдра неизвестно.

Тропизм

Термин " вирусный тропизм" относится к типам клеток, которые заражает вирус. Вирус Visna, как известно, поражает клетки иммунной системы, в основном моноциты и их зрелую форму, макрофаги. Исследования показывают, что количество вирусной репликации, по-видимому, имеет прямую корреляцию со зрелостью инфицированных клеток, при относительно небольшой репликации вируса в моноцитах по сравнению с более зрелыми макрофагами.

Инфекция также может происходить в эпителиальных и эндотелиальных клетках молочных желез, что означает, что молочные железы являются основным резервуаром вируса, что свидетельствует о важности вертикальной передачи в распространении вируса.

Структура генома

Вирус Visna имеет геном РНК с положительной цепью длиной примерно 9,2 килобаз. В качестве ретровируса в роду lentivirinae , то геном является обратной транскрипцией в провирусную ДНК. Геном вируса висна напоминает геном других лентивирусов с точки зрения присутствующих функций генов. Вирус Visna тесно связан с вирусом энцефалита козьего артрита, но имеет ограниченное сходство нуклеотидной последовательности с другими лентивирусами.

Геном вируса висна кодирует три структурных гена, характерных для ретровирусов: gag (группоспецифический антиген), pol (полимераза) и env (белок оболочки). Геном также кодирует два регуляторных белка, tat (трансактиватор транскрипции ) и rev (регулятор экспрессии белка вириона). Обороты отклик элемент (RRE) существует внутри окр гена. Также кодируется вспомогательный ген vif (фактор вирусной инфекционности). Однако количество и роль вспомогательных генов зависит от штамма вируса висны. Последовательность генома фланкирована 5 'и 3' длинными концевыми повторами (LTR).

Вирусные LTR необходимы для вирусной транскрипции. LTR включают блок TATA в положении -20 и сайт узнавания фактора транскрипции AP-4 в положении -60. В вирусных LTR есть несколько сайтов связывания фактора транскрипции AP-1 . Ближайший сайт связывания AP-1 связывается белками Jun и Fos для активации транскрипции. Дублированный мотив в LTR вируса висна связан с клеточным тропизмом и нейровирулентностью .

Ген gag кодирует три конечных продукта гликопротеина : капсид, нуклеокапсид и матричный белок, который связывает капсид и оболочку.

Ген env транслируется в один полипротеин-предшественник, который расщепляется протеазой хозяина на два белка, поверхностный гликопротеин и трансмембранный гликопротеин. Трансмембранный гликопротеин закреплен внутри липидного бислоя оболочки, в то время как поверхностный гликопротеин нековалентно связан с трансмембранным гликопротеином.

Ген pol кодирует пять ферментативных функций: обратную транскриптазу, РНКазу H, dUTPase, интегразу и протеазу. Обратная транскриптаза представляет собой РНК-зависимую ДНК-полимеразу, которая существует как гетеродимерный белок с активностью РНКазы Н. Фермент dUTPase присутствует не во всех лентивирусах. Роль dUTPase в жизненном цикле вируса висна неясна. Нокаутные по dUTPase штаммы вируса висна не обнаруживают снижения патогенности in vivo. Фермент интегразы существует внутри вирусного капсида, облегчая интеграцию в хромосому хозяина после проникновения и освобождения вириона. Протеаза расщепляет предшественник полипротеина gag и pol .

Вирусный ген tat кодирует белок из 94 аминокислот. Tat - самый загадочный из белков вируса висна. Большинство исследований показали, что Tat является фактором транскрипции, необходимым для вирусной транскрипции из LTR. Tat содержит как супрессорный домен, так и мощный кислотный активаторный домен на N-конце . Было высказано предположение, что Tat взаимодействует с клеточными факторами транскрипции AP-1 Fos и Jun, чтобы связываться с TATA-связывающим белком и активировать транскрипцию. Однако другие исследования показали, что белок «Tat» вируса висна не является трансактиватором транскрипции, а вместо этого проявляет функцию, связанную с остановкой клеточного цикла, что делает его более близким к белку Vpr ВИЧ-1, чем к Tat.

Ген вирусного rev кодирует посттранскрипционный регуляторный белок. Rev необходим для экспрессии несплайсированной или частично сплайсированной мРНК, кодирующей белок вирусной оболочки, включая gag и env, аналогично белку Rev ВИЧ. Rev связывается как мультимер с элементом Rev Response Element (RRE), который имеет вторичную структуру «стержень-петля».

Функция вспомогательного гена vif полностью не известна. Продукт гена vif , белок 29 кДа, вызывает у животных слабый иммунный ответ . Эксперименты по удалению показали, что ген vif необходим для инфекционности.

Программа контроля маэди-висны Шведского совета по сельскому хозяйству

Модельная система для ВИЧ-инфекции

Хотя он не вызывает тяжелого иммунодефицита , висна имеет много общих характеристик с вирусом иммунодефицита человека , включая установление стойкой инфекции с хронической активной лимфопролиферацией; однако вирус висны не заражает Т-лимфоциты . Взаимосвязь висны и ВИЧ как лентивирусов была впервые опубликована в 1985 году исследователем висны Дженис Э. Клементс и ее коллегами в области ВИЧ. Было высказано предположение, что эффекты инфекции maedi-visna у овец являются «эквивалентом» заболевания центральной нервной системы и синдрома истощения, обнаруживаемого у пациентов со СПИДом. Несмотря на ограниченную гомологию последовательностей с ВИЧ, геномная организация висны очень похожа, что позволяет использовать висну-инфекцию в качестве модельной системы in vivo и in vitro для ВИЧ-инфекции.

Исследования с использованием висны сыграли важную роль в идентификации и характеристике ВИЧ. Анализ нуклеотидной последовательности показал, что вирус СПИДа является ретровирусом, родственным висне, и дал первые ключи к разгадке механизма ВИЧ-инфекции.

использованная литература

внешние ссылки