馮資惠 - 黃慶璨研究室

前言
本研究之重要性
HSV-1 是人類皰疹病毒科中的一類,由於其能利用人類細胞的微管系統,於
細胞間作有效率轉移(特別是感覺神經元細胞),而廣受注意。而目前對於 HSV-1 於細胞
內的運輸方式仍不甚明瞭,僅知可透過病毒外鞘與微管結合進而入核或出膜。而本研究
更進一步提出一種作為細胞骨架的 crosslinker,dystonin/BPAG1,證實將透過與鞘間蛋
白質 UL37 的相互作用而協助病毒顆粒出膜,是第一個提出非病毒蛋白質以及細胞分子
馬達蛋白質而能於病毒運輸中扮演關鍵角色的發現,為病毒於細胞中的運輸做一更深入
且新穎的解釋。
前人作過的研究
HSV-1為一類嗜神經性人類病毒,常透過微管網絡於細胞中轉移運輸[1, 2]。當感
染細胞時,病毒外鞘會從細胞膜處送入核膜中,並於核中釋出病毒基因,此過程被稱為
逆向運輸(retrograde transport)。在感染成功後,病毒大量複製時,病毒外鞘會於核內組
裝,透過正向運輸(anterograde transport/ plus-end-directed transport)送離核外。由於感染
神經元細胞之間的轉移需透過一段漫長的細胞本體到達突觸之間的輸送,因此,有效率
的病毒運輸在神經元細胞中更顯重要[3, 4]。目前研究指出,HSV-1 的外鞘(含鞘間蛋白
質)會與微管組織中的分子馬達,dynein 以及 kinesin-1/-2 結合[5],dynein 的複合體在外
鞘的運輸上扮演著必要的角色[6],而 kinesin-1 也參與在外鞘出膜的過程中[7]。另外,
研究也發現,HSV-1 的鞘間蛋白質 pUL36、37 也參與病毒顆粒的轉移[1]。然而,至今
除了病毒外鞘相關蛋白質以及細胞的分子馬達外,仍未有其他細胞蛋白質被發現可參與
病毒外鞘的出膜運輸中。
作者為何要作本研究
目前雖知 HSV-1 會感染神經細胞,並透過外鞘包覆基因,送入細胞核中,感染細胞
並製造病毒顆粒,再以相反的路徑組裝後出膜,但其具體的運輸路徑仍不明瞭,而由於
先前研究指出 UL37 雖然屬於鞘間蛋白質,卻會協助外鞘蛋白質的出核運輸,作者希望
更進一步探討 UL37 是如何參與外鞘蛋白質的出膜,透過酵母菌雙雜合系統,找出細胞
中可能與之作用參與外鞘運輸的蛋白質,以對外鞘的運輸有著更為詳盡的認識。
本研究欲完成之項目
本研究首先透過酵母菌雙雜合系統找尋與 HSV-1 之鞘間蛋白質,UL37,結合並可
能參與外鞘運輸的蛋白質,dystonin/ BPAG1,進一步找出兩者相互結合的部位。而後,
抑制 dystonin/ BPAG1 的表現,觀察 HSV-1 釋出的病毒顆粒數目是否改變。觀察 dystonin/
BPAG1 是否與病毒的外鞘蛋白質有著共同分布,而後,將更進一步利用活體顯微鏡觀
察 dystonin/BPAG1 與病毒外鞘的運輸的關聯,藉此確認 dystonin/ BPAG1 於病毒外鞘運
輸中扮演的重要性。