疱疹病毒顆粒出核過程(nuclear egress)

1.2.1 核膜結構

細胞核膜由內外雙層磷脂質組成，分別稱為內核膜及外核膜 (inner and outer nuclear membrane)，內外核膜間具有空隙稱膜核周腔

(perinuclear space) (Mettenleiter, et al. 2013)，核膜上鑲嵌著核孔複合體 (nuclear pore complex, NPC)，核孔複合體由30幾種核孔蛋白

(nucleoporin, Nup) 組成，可以做為細胞核質間的運輸屏障，控制大分子 物質的進出 (Hoelz, et al. 2011; Suntharalingam and Wente 2003)。細胞內 核膜的內層還有 nuclear lamina (V型中間絲, type V intermediate filament) 作為膜內網狀支撐結構(C. P. Lee, et al. 2007; C. P. Lee and M. R. Chen 2010)。因為EB病毒 DNA 完成複製，組裝好核殼體後，會將核殼體(約 115-130 nm)運至細胞質，首先穿過微小的 nuclear lamina 間隙 (約15 nm) (C. P. Lee and M. R. Chen 2010)，以及細胞核核孔，核孔直徑僅約40 nm，因此核殼體 (nucleocapsid) 無法直接由核孔運出，對病毒來說直接 出核是一大挑戰。

在先前研究利用電子顯微鏡發現，EB病毒的成熟核殼體會以兩種形 式出核，一是由內質網 (endoplasmic reticulum) 出核，內質網獲得套 膜，特點是具有較平滑的套膜。另一方式則是藉由細胞分裂時核膜較為 鬆散，EB病毒顆粒藉機出核，伺機脫逃的EB病毒顆粒未套膜化，因此再 由細胞質空泡膜(cytoplasmic membranes of vacuoles)或高基氏體(Golgi network)套膜化，特點則是具有較厚且粗糙的套膜(Seigneurin, et al.

1977)。之後也有其他研究團隊近一步研究指出，疱疹病毒的出核機制可

能具有高度相似性，在這部分 Alphaherpesviruses 較具完善的研究，

Betaherpesviruses 和 Gammaherpesviruses 則與 Alphaherpesviruses 相比 的話僅有些微不同 (Johnson and Baines 2011)。Alphaherpesviruses 主要 是以連續性的初次套膜化-去套膜化-二次套膜化 (primary envelopment – de-envelopment – re-envelopment ) 使核殼體穿越核膜(附圖一)，進而完成 出核過程 (nuclear egress) (Johnson and Baines 2011; Mettenleiter 2002;

Mettenleiter, et al. 2009)。

1.2.2 疱疹病毒利用蛋白質激酶促使 nuclear lamina結構鬆散，促使核殼體出核 Alphaherpesviruses 表現病毒激酶 Us3 和 UL13 (Mettenleiter, et al.

2009)，其他疱疹病毒亦具有同源蛋白激酶，如人類巨細胞病毒 (human cytomegalovirus, HCMV) 的 UL97 (Hamirally, et al. 2009)、EB病毒的 BGLF4 (Lee, et al. 2008)以及卡波西氏肉瘤相關皰疹病毒 (Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus, KSHV) 的 ORF36 (Park, et al. 2000; Park, et al. 2007)，這幾個病毒激酶皆可藉由激酶活性磷酸化 nuclear lamina ， 使 nuclear lamina 結構重新分布並更加鬆散、薄化，有助於核殼體出核 (Hertel 2011)。

1.2.3 初次套膜化(primary envelopment)

在 Alphaherpesviruses - HSV會表現病毒出核複合體 (nuclear egress complex) 蛋白 UL34/UL31，這兩個蛋白會在病毒溶裂期早期表現 (Blossom Damania 2009)。UL34 蛋白會聚集形成六聚體 (hexamer) 晶體 結構，再由 UL31 蛋白質 N 端二級結構形成的鉤子 (hook)，與 UL34 重複的兩段β螺旋結構交互作用，而共同聚集於核膜邊緣(nuclear rim) (Bigalke and Heldwein 2015; Y. E. Chang and Roizman 1993)。當

UL34/UL31 與 lamin A/C 結合時，可以競爭掉 lamin 蛋白間的交互作 用，對 nuclear lamin 產生局部性穿孔效果 (Reynolds, et al. 2002)，使結

構更加鬆散，有助於核殼體接觸內核膜 (INM) (Muranyi, et al. 2002)。此 外，出核複合體可以辨認成熟的病毒核殼體，利用 UL31 將病毒殼體帶 到內核膜 (INM)，以出芽 (budding) 的方式進到核周腔。在EB病毒的部 分亦有同源出核複合體 BFRF1/BFLF2，會促使核膜結構改變，並和 Lamin B 結合，以促進 EB病毒的出核(Blossom Damania 2009; Farina, et al. 2005; Gonnella, et al. 2005)。

1.2.4 去套膜化 (de-envelopment)

病毒核殼體進入核周腔後要再穿越外核膜(ONM)，穿越外核膜時病 毒核殼體會將套膜去除，前面有提到 HSV 出核複合體 UL34/UL31 會 和殼體結合，並一起運行至核周腔，但另有研究指出以免疫螢光顯微鏡 觀察，細胞質內的殼體並沒有偵測到出核複合體的訊號，表示出核複合 體會被滯留於外核膜(Fuchs, et al. 2002)。

1.2.5 二次套膜化 (secondary envelopment or re-envelopment)

順利移至細胞質的病毒核殼體，會在細胞質可以得到披膜蛋白，例 如：EB病毒披膜蛋白 BPLF1 (具有deubiquitinases的活性) (van Gent, et al.

2014)。被披膜蛋白完整包覆的核殼體，會與細胞質內的網狀胞器結合，

例如內質網 (endoplasmic reticulum)、高基氏體 (Golgi apparatus)、反式 高基氏網 (trans-Golgi network) (Harley, et al. 2001; Wisner and Johnson 2004)。二次套膜化的 HSV病毒，套膜上就具有各式醣蛋白 gE–gI、

gD、gB、gH–gL (Johnson and Baines 2011)，細胞內的液泡會將套膜化殼 體運送至細胞膜，與細胞膜融合後病毒顆粒即被釋出細胞外 (Johnson and Baines 2011; Mettenleiter 2002; Mettenleiter, et al. 2009)。前人曾以電 子顯微鏡觀察 B95-8 B細胞，EBV 病毒醣蛋白 gp110 會表現在細胞核 膜上及細胞內質網，也是少數一個醣蛋白可以進到內核膜的蛋白，但不 會與核內未成熟的核殼體結合，gp110 在核膜及內質網上扮演的功能為

協助EB病毒核殼體出核，推論當缺乏 gp110 會影響病毒殼體出核的效 率，以及會影響核殼體的組裝與成熟(Gong and Kieff 1990; Lee and Longnecker 1997)，因此gp110這醣蛋白不但扮演著幫助EB病毒感染細胞 的功能，還可以調控EB病毒核殼體的組裝與成熟。