[医学]朊病毒的发现与研究
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人或动物感染PrPsc ↓
由淋巴细胞进入中枢神经系统或直接 进入中枢神经系统 ↓
与神经元表面正常的PrPc作用 ↓
PrPc → PrPsc→导致神经元细胞凋亡裂解
• 人类朊蛋白病的起病方式有散发行， 遗传性，传染性等。80%的病例不是传 染的结果，而是散发的，有或者没有遗 传易感性。
抗性
• 抵抗蛋白酶K的消化作用 • 标准的高压蒸汽灭菌（121.3℃，20min），不
• 利用傅里叶转换红外光谱对两者结构进行比较，发现两者 的二级结构有很大区别
• PrPc和PrPsc的立体结构比较
PrPc： 有4个α-螺旋 极少 β折叠
PrPsc: 有2个α-螺旋 有4个β-折叠
（6）PrPc和PrPsc在高级结构上的差别，在细胞内蛋白质的 行为和代谢特征上也反应出来
PrPc
PrPsc
胞内定位 蛋白酶水解
细胞表面 水解完全
胞质内 局部水解
（7）综合以上结果，提出理论假设：
羊瘙痒病的发生是因为PrPsc的入侵，把脑细胞中原来 就有的PrPc“带坏”，使正常的PrPc重新折叠，形成新的高级 结构PrPsc
增多的PrPsc形成淀粉样沉淀，造成脑细胞破坏，形成 空斑
四.朊病毒的感染，预防以及治疗
• 1980s
英国
疯牛病
丹尼尔 ·伽杜塞克 （D.Gajdusek)
由于查明库鲁病的病因，认为是一种 潜伏期极长的进行性病毒 获得1976年诺贝尔生理学或医学奖
三.朊病毒的发现
1997年，为肯定斯坦利·普 鲁希纳在研究克雅氏病（
Creutzfeldt-Jakob disease ，CJD）病原体的过程中发 现了朊蛋白（Prion），并 在其致病机理的研究方面的 贡献。授予其诺贝尔生理学 或医学奖
• 含有一对二硫键和2个N型复合糖链，二硫键和糖基化位点 都在C端
• N端有22个氨基酸残基组成的信号肽序列 • C端有由23个氨基酸残基组成的糖基磷酸肌醇锚（GPI)受
体结合位点。说明PrPc是一种膜结合糖蛋白
• （5）PrPc与PrPsc的一级结构
• 都由同一基因编码，氨基酸序列完全相同
• 两者并无共价修饰的区别
朊病毒的发现与研究
一.朊病毒的定义
朊病毒又称蛋白质侵染因子、毒朊或感染性 蛋白质，是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制 的小分子无免疫性疏水蛋白质。
二.朊病毒引起的疾病
• 18世纪
冰岛
羊瘙痒病
• 1920s
H.Creutzfieldt A.Jacob
人克雅氏病
• 1950s
巴布亚-新几内亚（G.ajdusek） 库鲁病
子模型 • 阿兹海默症或通过朊病毒传染
thanks
研究困难
人们对这类疾病的研究，困难较大，主要表现在：
发病率
低
病程
慢
传染病/遗传病
不清楚
病因/病原物
找不到
共同特征：
病程慢，都有神经系统退行性症状，脑部出现淀粉样沉淀，形成海绵状空斑
人们猜想：
这是一种“慢病毒”在起作用
1.改进检测方法 目标：分离，纯化病原物，并加以鉴定
艰巨的研究历程
• 普鲁西纳1972年遇见一列克雅氏病人，病人6星期后 死去
• 1974年普鲁西纳正式开始对羊搔痒病开始研究， 1982年发表第一篇文章
• 1975年起，普鲁西纳得到并用于研究的经费共5000 多万美元
普鲁西纳的研究工作
目标： 分离，纯化病原物，并加以鉴定，每步
都离不开检测方法
把瘙痒病从羊转至小鼠
发病潜伏期 3-5年
4-5个月
得到难以相信的实验结果
原来预期得到一种小型病毒 结果所有实验数据表明：病原物不是小型病毒，不含核酸， 而是蛋白质粒子 经过八年的实验反复论证（1974-1982）发表第一篇文章: 提出羊瘙痒病病原物是一种蛋白质粒子 蛋白质类的感染颗粒 （Proteinoceous Infectious Particle，Prion）
能破坏朊病毒，需要高压蒸汽灭菌134℃，≥2h， 才能使其失去传染性 • 对辐射，紫外线，及常用消毒剂有很强抗性
预防
• 消灭已知的感染牲口，对病人进行适当的隔离 • 加强肉品检验，不许病牛羊肉上市，禁止其产品与人接触 • 禁止使用污染的食物，对神经外科的操作及器械进行消毒
要严格规范化，对角膜及硬脑膜的移植要排除供者患病的 可能 • 对有家庭型疾病的家属更应注意防止其接触该病
（2）朊蛋白在正常动物脑中的功能是什么 剔除PrP基因的遗传工程小鼠，看不出病症，看起来一
切正常，亦能正常生育
（3）PrP%小鼠做出贡献 把染病小鼠的脑提取物接种给PrP%小鼠，不染病，
接种给普通小鼠却染病
由此得出：PrPc蛋白的存在是染病的必要条件
（4）PrPc蛋白的一些性质
• 由208个氨基酸残基组成，分子量33-35kd（大小仅为最小 病毒的1%）
治疗
• 化学治疗 • 特异性抗体治疗：单克隆抗体免疫被动
疗法 • RNA干扰 • 免疫治疗
五，朊病毒的研究进展
• 发现朊蛋白变形产生毒性的原因：毒性开关假说 • 朊蛋白的致病机理：两种观点（1）PrPC正常功能的缺失；
（2）PrPSc的过度增殖而产生神经毒性 • 酵母菌朊病毒假说 • PrPsc的形成和积累：两个模型（1）重折叠模型（2）种
质疑？？？
没有核酸，这个病原物如何增殖？如何复制本身的遗传信息 是不是存在核酸，只是未能检测出来
随着研究深入，得到更多打破传统观念的结果
（1）寻找Prn-p基因 编码朊蛋白的基因，不但在染病动物脑中存在，在正
常动物脑中也有，而且表达的一样多 正常小鼠（PrPc) 得病小鼠（PrPsc）
结论：PrLeabharlann Baidusc的出现可能不是调节基因起作用的
由淋巴细胞进入中枢神经系统或直接 进入中枢神经系统 ↓
与神经元表面正常的PrPc作用 ↓
PrPc → PrPsc→导致神经元细胞凋亡裂解
• 人类朊蛋白病的起病方式有散发行， 遗传性，传染性等。80%的病例不是传 染的结果，而是散发的，有或者没有遗 传易感性。
抗性
• 抵抗蛋白酶K的消化作用 • 标准的高压蒸汽灭菌（121.3℃，20min），不
• 利用傅里叶转换红外光谱对两者结构进行比较，发现两者 的二级结构有很大区别
• PrPc和PrPsc的立体结构比较
PrPc： 有4个α-螺旋 极少 β折叠
PrPsc: 有2个α-螺旋 有4个β-折叠
（6）PrPc和PrPsc在高级结构上的差别，在细胞内蛋白质的 行为和代谢特征上也反应出来
PrPc
PrPsc
胞内定位 蛋白酶水解
细胞表面 水解完全
胞质内 局部水解
（7）综合以上结果，提出理论假设：
羊瘙痒病的发生是因为PrPsc的入侵，把脑细胞中原来 就有的PrPc“带坏”，使正常的PrPc重新折叠，形成新的高级 结构PrPsc
增多的PrPsc形成淀粉样沉淀，造成脑细胞破坏，形成 空斑
四.朊病毒的感染，预防以及治疗
• 1980s
英国
疯牛病
丹尼尔 ·伽杜塞克 （D.Gajdusek)
由于查明库鲁病的病因，认为是一种 潜伏期极长的进行性病毒 获得1976年诺贝尔生理学或医学奖
三.朊病毒的发现
1997年，为肯定斯坦利·普 鲁希纳在研究克雅氏病（
Creutzfeldt-Jakob disease ，CJD）病原体的过程中发 现了朊蛋白（Prion），并 在其致病机理的研究方面的 贡献。授予其诺贝尔生理学 或医学奖
• 含有一对二硫键和2个N型复合糖链，二硫键和糖基化位点 都在C端
• N端有22个氨基酸残基组成的信号肽序列 • C端有由23个氨基酸残基组成的糖基磷酸肌醇锚（GPI)受
体结合位点。说明PrPc是一种膜结合糖蛋白
• （5）PrPc与PrPsc的一级结构
• 都由同一基因编码，氨基酸序列完全相同
• 两者并无共价修饰的区别
朊病毒的发现与研究
一.朊病毒的定义
朊病毒又称蛋白质侵染因子、毒朊或感染性 蛋白质，是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制 的小分子无免疫性疏水蛋白质。
二.朊病毒引起的疾病
• 18世纪
冰岛
羊瘙痒病
• 1920s
H.Creutzfieldt A.Jacob
人克雅氏病
• 1950s
巴布亚-新几内亚（G.ajdusek） 库鲁病
子模型 • 阿兹海默症或通过朊病毒传染
thanks
研究困难
人们对这类疾病的研究，困难较大，主要表现在：
发病率
低
病程
慢
传染病/遗传病
不清楚
病因/病原物
找不到
共同特征：
病程慢，都有神经系统退行性症状，脑部出现淀粉样沉淀，形成海绵状空斑
人们猜想：
这是一种“慢病毒”在起作用
1.改进检测方法 目标：分离，纯化病原物，并加以鉴定
艰巨的研究历程
• 普鲁西纳1972年遇见一列克雅氏病人，病人6星期后 死去
• 1974年普鲁西纳正式开始对羊搔痒病开始研究， 1982年发表第一篇文章
• 1975年起，普鲁西纳得到并用于研究的经费共5000 多万美元
普鲁西纳的研究工作
目标： 分离，纯化病原物，并加以鉴定，每步
都离不开检测方法
把瘙痒病从羊转至小鼠
发病潜伏期 3-5年
4-5个月
得到难以相信的实验结果
原来预期得到一种小型病毒 结果所有实验数据表明：病原物不是小型病毒，不含核酸， 而是蛋白质粒子 经过八年的实验反复论证（1974-1982）发表第一篇文章: 提出羊瘙痒病病原物是一种蛋白质粒子 蛋白质类的感染颗粒 （Proteinoceous Infectious Particle，Prion）
能破坏朊病毒，需要高压蒸汽灭菌134℃，≥2h， 才能使其失去传染性 • 对辐射，紫外线，及常用消毒剂有很强抗性
预防
• 消灭已知的感染牲口，对病人进行适当的隔离 • 加强肉品检验，不许病牛羊肉上市，禁止其产品与人接触 • 禁止使用污染的食物，对神经外科的操作及器械进行消毒
要严格规范化，对角膜及硬脑膜的移植要排除供者患病的 可能 • 对有家庭型疾病的家属更应注意防止其接触该病
（2）朊蛋白在正常动物脑中的功能是什么 剔除PrP基因的遗传工程小鼠，看不出病症，看起来一
切正常，亦能正常生育
（3）PrP%小鼠做出贡献 把染病小鼠的脑提取物接种给PrP%小鼠，不染病，
接种给普通小鼠却染病
由此得出：PrPc蛋白的存在是染病的必要条件
（4）PrPc蛋白的一些性质
• 由208个氨基酸残基组成，分子量33-35kd（大小仅为最小 病毒的1%）
治疗
• 化学治疗 • 特异性抗体治疗：单克隆抗体免疫被动
疗法 • RNA干扰 • 免疫治疗
五，朊病毒的研究进展
• 发现朊蛋白变形产生毒性的原因：毒性开关假说 • 朊蛋白的致病机理：两种观点（1）PrPC正常功能的缺失；
（2）PrPSc的过度增殖而产生神经毒性 • 酵母菌朊病毒假说 • PrPsc的形成和积累：两个模型（1）重折叠模型（2）种
质疑？？？
没有核酸，这个病原物如何增殖？如何复制本身的遗传信息 是不是存在核酸，只是未能检测出来
随着研究深入，得到更多打破传统观念的结果
（1）寻找Prn-p基因 编码朊蛋白的基因，不但在染病动物脑中存在，在正
常动物脑中也有，而且表达的一样多 正常小鼠（PrPc) 得病小鼠（PrPsc）
结论：PrLeabharlann Baidusc的出现可能不是调节基因起作用的