实验室最常用的病毒——水疱性口炎病毒
今天介绍的是狂犬病毒的亲戚——水疱性口炎病毒(Vesiculovirus)
简介
水疱性口炎病毒，全称水疱性口炎印第安纳州病毒（VSIV或VSV）是弹状病毒科的一种病毒。 与著名的狂犬病毒属于同一家族。 VSIV可以感染昆虫，牛，马和猪。对于饲养牛的世界某些地区的农民来说，它尤其重要。这是因为其临床表现与非常重要的口蹄疫病毒相同。
该病毒是人畜共患病毒，并在受感染的人类中导致流感样疾病。
它也是一种常见的实验室病毒，用于研究弹状病毒的特性以及研究病毒的进化。
特征
印第安纳水疱性口炎病毒是弹状病毒科的水疱性口炎病毒属的原型成员。VSIV是虫媒病毒，其复制发生在细胞质中。天然VSIV感染包括两个步骤，哺乳动物宿主的细胞溶解感染和昆虫传播。在昆虫中，感染是非溶细胞性的持久性疾病。一种已证实的病毒载体是沙蝇（Lutzomyia shannoni）。VSIV的基因组位于单反义RNA分子上，其长度为11,161个核苷酸，编码五种主要蛋白质：G蛋白（G），大蛋白（L），磷蛋白（P），基质蛋白（M）和核蛋白（N）：VSIV-G蛋白（也称为VSV-G）可以使病毒进入。它介导病毒对宿主细胞上存在的LDL受体（LDLR）或LDLR家族成员的附着。结合后，VSIV-LDLR复合物被快速内吞。然后它介导病毒包膜与内体膜的融合。VSIV通过部分包被网格蛋白的囊泡进入细胞；含病毒的囊泡比常规囊泡含有更多的网格蛋白和网格蛋白衔接子。含病毒的囊泡募集肌动蛋白机制的组成部分进行相互作用，从而诱导自身吸收。VSIV-G的路径与大多数囊泡不同，因为在15°C的孵育中，G蛋白从内质网到质膜的转运被中断。在这种条件下，分子在内质网和低密度的亚细胞小泡部分（称为富含脂质的小泡部分）中积累。富含脂质的囊泡部分中的物质在向质膜（PM）的运输过程中似乎是ER后的中间体。感染后，VSIV-G基因被表达，通常作为内质网（ER）中N联糖基化的模型进行研究。它被翻译成糖蛋白原，其中Glc3-Man9-GlcNac2寡糖通过含多元醇的蛋白质添加到VSIV-G上的NXS基序中。糖随着蛋白质行进到高尔基体中而逐渐除去，并且对糖苷内切酶H.当在极化的上皮细胞中合成时，包膜糖蛋白VSV-G靶向基底外侧质膜。VSV-G还是慢病毒载体表达系统的常用包膜蛋白，用于将遗传物质引入体外系统或动物模型，这主要是由于其极宽的细胞嗜性。
VSIV-L蛋白编码区占基因组的一半，并与磷蛋白结合以催化mRNA的翻译与RNA复制。
VSIV-M蛋白由一个长831个核苷酸的mRNA编码，可翻译为229个氨基酸。预测的M蛋白序列不包含任何长的疏水性或非极性域，可能会促进膜结合。 该蛋白质富含碱性氨基酸，并含有高度碱性的氨基末端结构域。M蛋白引起VSV的许多细胞病变效应，包括抑制宿主基因表达和诱导细胞变圆。已经表明，在没有其他病毒成分的情况下，M蛋白也诱导细胞凋亡。据认为，凋亡途径的激活导致宿主基因表达的抑制和M蛋白的细胞变圆。
VSV-N蛋白是启动基因组合成所必需的。
水疱性口炎
临床体征和诊断
动物的主要体征是口腔疾病，在口腔中以粘膜囊泡和溃疡的形式出现，但在乳房和冠状动脉带周围也出现。动物可能会出现全身性症状，例如厌食，嗜睡和发热（发烧）。疾病通常会在两周内消退，动物通常会完全康复。
人类感染水疱性口炎病毒的病例已有发现。这些病例大多数发生在实验室工作人员，兽医和牲畜饲养员中。在大多数情况下，VSV感染会导致短短的3~5天疾病，其特征是发烧，头痛，肌痛，虚弱以及偶尔出现口腔水疱性病变。
治疗与控制
没有具体的治疗方法，但是某些动物可能需要支持液或抗生素来抵御继发感染。
控制依靠生物安全规程，隔离，隔离和消毒来确保病毒性疾病不会进入某个国家或畜群。
医学应用
溶瘤病毒
在健康的人类细胞中，病毒可能无法繁殖，这可能是由于干扰素反应阳性所致，从而使细胞能够充分应对病毒感染。对于干扰素反应阴性的癌细胞，在病毒的面前犹如待宰的羔羊。这种特性使VSIV优先生长并裂解致癌细胞。
最近，已经发现在其M蛋白中具有突变的减毒VSIV具有溶瘤特性。正在进行的研究表明，VSIV可以在癌症实验室模型中减少黑色素瘤，肺癌，结肠癌和某些脑肿瘤的肿瘤大小与扩散。
HIV疫苗
VSIV被改造以攻击被HIV感染的T细胞。改造后的病毒称为“特洛伊木马”病毒
基因工程疫苗
重组VSIV已作为埃博拉病毒疫苗进行了1期试验。表达埃博拉病毒糖蛋白的重组VSIV已在非洲进行了3期试验，作为埃博拉病毒的疫苗。事实证明该疫苗可有效预防埃博拉出血热。（rVSV-ZEBOV基因工程疫苗）
科学家还创建了具有复制能力的rVSV，用于表达拉沙病毒和马尔堡病毒的表面糖蛋白。
其他应用
VSIV-G蛋白在生物医学研究中被广泛用于假型逆转录病毒和慢病毒载体，赋予了利用目的基因转导多种哺乳动物细胞类型的能力。
VSIV-G蛋白也已用于内膜系统运输的细胞学研究。免疫电子显微镜显示，VSIV-G蛋白从顺式转移到反式高尔基体，而没有在小泡在它们之间转运，从而支持了高尔基转运的内部成熟模型。
VSV通常用于对病毒基因组复制和转录进行定量和计算研究。此类研究有助于更好地了解先天免疫反应存在与否的情况下的病毒行为。
反义RNA病毒的RNA聚合酶
RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)在整个病毒中高度保守，甚至与端粒酶有关，尽管其原因在2009年仍是一个持续的问题这种相似性导致人们猜测病毒RdRps是人类端粒酶的祖先。
RdRp最著名的例子是脊髓灰质炎病毒。病毒基因组由RNA组成，RNA通过受体介导的内吞作用进入细胞。从那里，RNA能够立即作为互补RNA合成的模板。然后，互补链本身就可以作为新病毒基因组生产的模板，这些新病毒基因组被进一步打包并从细胞中释放出来，准备感染更多的宿主细胞。这种复制方法的优点是复制快速、容易。缺点是没有校对功能，错误率很高。
多数RdRps与膜紧密相关，因此很难进行研究。常用的RdRps有脊髓灰质炎病毒3D(pol)蛋白、丙肝病毒NS5B蛋白，以及水疱性口炎病毒L蛋白。
反义RNA病毒RNA聚合酶的模型研究主要以水疱性口炎病毒的L蛋白为主。该RNA聚合酶与正义RNA病毒、逆转录病毒、拟逆转录病毒以及端粒酶共同拥有“右手”结构，证明正义RNA病毒、反义RNA病毒、逆转录病毒与拟逆转录病毒拥有共同祖先。
当病毒入侵宿主细胞时，病毒RNA聚合酶迅速进行转录，转录出病毒所需的mRNA。在细胞质中，mRNA由聚合酶结巴而被加帽化和多聚腺苷化。
当有足够的核蛋白来包住新合成的基因组(反义RNA)与反基因组(正义RNA)时，转录停止，复制开始。病毒的基因组(反义RNA)与反基因组(正义RNA)的比率约为10：1，这是因为，Trailer序列是一个比Leader序列更强的复制启动子。
由于将Leader序列与Trailer序列之间的病毒基因组替换成目的基因后，目的基因产物可以迅速表达。因此，可以利用病毒RNA聚合酶制作minigenome系统。
附带一提
在弹状病毒科的病毒中，只有狂犬病毒在G与L之间的区段有一个ψ区间，ψ区间是一个伪基因区，功能不详，而其他的弹状病毒没有ψ区间。只有叶脉曲张病毒(Varicosavirus)是弹状病毒中唯一的圆柱状病毒，其他的弹状病毒均为子弹状。
