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登革熱病毒分子生物學背景

登革熱病毒屬於黃質病毒科(Flaviviridea)黃質病毒屬(Flavivirus),

同屬病毒有:日本腻炎病毒(Japanese encephalitis virus, JEV)、西尼羅病毒

(West Nile virus, WNV)、黃熱病毒(Yellow fever virus, YFV)、Kunjin virus

(KUNV)…等超過七十種病毒(Lindenbach et al., 2007)。

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登革熱病毒基因體(見附錄五,Perera et al., 2008)為單股、正形

(single-stranded, positive-sense)的 RNA 病毒,全長約為 10.8 kb,5’ 端 含有 Cap 結構,3’ 端則缺乏 poly(A) 序列(Wengler et al., 1978),僅具一 開放式讀架(open- reading-frame, ORF)。複製時,先轉譯出一個聚合蛋白

(polyprotein),後由病毒與宿主的蛋白酶切割成三個結構蛋白(structural protein),分別為衣殼蛋白(capsid protein, C)、前驅膜蛋白(precursor membrane protein, prM)與外膜蛋白(envelope protein, E)及七個非結構蛋 白(non-structural protein)包括 NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B、

NS5(Lindenbach et al., 2007; Perera et al., 2008)

結構蛋白方面,E protein 會與宿主細胞表面的受器結合(如:dendritic- cell-specific ICAM3-grabbing non-integrin, DC-SIG; Pokidysheva et al., 2006); prM protein 在病毒 顆粒 由內 質網經由 反面 高基 網狀系統 ( trans Golgi network, TGN)釋出宿主細胞外時, prM-E 蛋白會切割成 M-E,幫助 E protein 在病毒顆粒表面結構更為穩定(Perera et al., 2008)

在非結構蛋白方面,NS1 為分泌型蛋白(secrted protein),在病毒早期 複製時被認為扮演重要角色(Lindenbach et al., 1999),而且可抑制補體的 活化(Chung et al., 2006);NS2B 為 NS3 protease 的 co-factor,幫助 DV polyprotein 在 NS1/NS2A、NS2A/2B、NS2A/NS3、NS3/NS4A、NS4B/NS5 等處切割(Falgout et al., 1991);NS3 為多功能性蛋白,具有 serine protease、

RNA helicase、nucleoside triphosphatase(NTpase)(Gorbalenya et al., 1989;

Wengler et al., 1991)之特性;NS5 為雙功能蛋白,具有 methyltransferase, MTase、RNA-dependent RNA polymerase(RdRp)(Egloff et al., 2002; Yap et

al., 2007)之特性,另外,RdRp 的演化相關性也是黃質病科(Flaviviridea)

分類的依據(Lindenbach et al., 2007)。

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至於 DV 在 NS2A、NS4A、NS4B 有一些研究推測可能的功能。於 2003 年 Muñoz-Jordan 團隊建構表現 DV 蛋白的質體(C-HA、prM-HA、

E-HA、NS1-HA、NS2A-HA、NS2B-HA、NS3-HA、NS4A-HA、NS4B-HA、

NS5-HA;HA 為 Hemagglutinin tag),利用綠猿腎臟癌細胞(Vero cell)將 表現 DV 蛋白的質體及 ISRE-CAT 的質體(ISRE, IFN-stimulated response element;CAT, chloramphenicol acetyl transferase)共轉染(co-transfection), 外加 IFN-(interferon-)觀察,經由 IFN- 誘發 ISRE 下游 CAT 表現 量,由結果顯示,當轉染細胞表現 NS2A、NS4A 或 NS4B 病毒蛋白時,

會使 CAT 表現量下降(分別抑制 51.5 %、38.5 %、74.5 %);另外,若細 胞同時表現 NS2A、NS4A、NS4B 三種病毒蛋白時,會抑制 CAT 達 92.5

%。推測 NS2A、NS4A、NS4B 可能影響 IFN 與 ISRE 的作用,抑制細 胞的 IFN 訊號傳遞(IFN signal transduction)(Muñoz-Jordan et al., 2003)。

在 NS4A 方面,於 2007 年 Miller 團隊利用共軛 焦免疫螢光 顯微鏡

(confocal immunofluorescence microscopy, IFM)觀察受 DV 感染的人類肝 癌細胞(Huh7 cell),發現內質網(endoplasmic reticulum, ER)會變成 dot-like structure;另外,發現 NS4A protein、dsRNA(viral RNA)及 E protein 與 ER 的 dot-like structure 有 co-localization,推測 NS4A 可能是病毒複製複 合物(replication complex)的一部分,而且 dot-like structure 可能是因為感 染 後 發 生 膜 重 排 ( membrane alteration ); 此 外 , Miller 團 隊 還 建 構 NS4A-eGFP 質體及剔除 NS4A 的 2K 片段的 NS4A(-2K)-eGFP 質體去 轉染 Huh7 cell,利用 IFM 及免疫電子顯微鏡(immunoelectron microscopy, EM)觀察。在 IFM 的結果顯示,表現 NS4A(-2K)-eGFP 的細胞在 ER 會 出 現 與 受 DV 感 染 的 細 胞 一 樣 的 dot-like structure , 而 且 細 胞 內 的 NS4A(-2K)-eGFP 蛋白也與 ER 的 dot-like structure 有 co-localization;在 EM 部分,表現 NS4A(-2K)-eGFP 的細胞會出現細胞內膜積聚(intracellular

5 外,以不同的 NS4B:NS3 比例進行 EMSA(Electrophoretic mobility shift assay)發現當 NS4B:NS3 比值 ≧ 2 可以看到病毒 RNA 條帶(band), 推測 NS4B 可能是形成 2 個以上的 oligomer 去協助病毒 RNA 從 NS3 脫離(Umareddy et al., 2006)。

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