Delist.ru

Рецепторная специфичность вирусов гриппа разных хозяев (01.10.2007)

Автор: Гамбарян Александра Сергеевна

Утиный вирус dk/Bur хорошо связывается со SLec - сахаром с 1-3 связью между галактозой и глюкозамином. Добавление сульфогруппы к рецептору безразлично для связывания, а фукозилирование резко снижает сродство к рецептору.

Непатогенный куриный вирус ch/NJ связывается с 3`SLN, SLec и их сульфатированными производными примерно так же как и вирус dk/Bur, но максимальное сродство проявляет к фукозилированым сиалосахарам. Сродство к SLex у ch/NJ в 400 раз выше чем у dk/Bur, что позволяет выявлять наличие фукозилированных рецепторов с помощью этой пары вирусов.

Высоко патогенный H5N1 вирус ch/VN с максимальным сродством связывается с сульфатированным Su-SLN.

Далее мы провели количественный анализ сродства этих вирусов к клеточным мембранам. Для этого данные по связыванию вирусов с субстратами представляли в виде графиков Скетчарда, наклон которых отражает сродство ВГ к субстрату, а точка пересечения графика с осью Х – относительное число рецепторов для исследуемого вируса в данном препарате (Рис. 7). Вирус утки dk/Bur лучше всего связывается с клетками кишечника утки - ход графика Скетчарда указывает на максимальное число рецепторов для вируса и на высокое сродство вируса к этим рецепторам. Вирус утки так же неплохо связывается с клетками куриной трахеи и трахеи зеленой мартышки.

Связывание с клетками кишечника курицы слабое – ход графика указывает на низкое сродство к соответствующим рецепторам.

У вируса курицы ch/NJ соотношение сродства к клеткам кишечника утки и клеткам кишечника курицы противоположное – минимальное сродство к клеткам кишечника утки и максимальное – к клеткам куриного кишечника. С клетками трахеи курицы и мартышки вирус связывается с меньшим сродством, хотя число мест связывания на этих субстратах для вируса достаточно велико.

Другой куриный вирус, ch/VN также лучше связывается с клетками кур, чем с клетками утки, но, в отличие от вируса Ch/NJ, с клетками трахеи связывается с большим сродством, чем с клетками кишечника. Сильнее всего данный вирус связывается с клетками трахеи мартышки.

Рис. 7. Графики Скетчарда связывания вирусов A/Duck/Buryatiya /1905/00 (dk/Bur), A/Chicken/NJ/12220/97 ( ch/NJ), A/Chicken /Vietnam/NCVD-11/2003 (ch/VN) и вируса человека A/NIB/23/89M (NIB/23M) с плазматическими мембранами эпителиальных клеток кишечника утки (КУ), кишечника и трахеи курицы (КК и ТК) и трахеи зеленой мартышки (ТМ).

И, наконец, вирус человека A/NIB/23/89M совсем не связывается с клетками кишечника утки, а с клетками кишечника и трахеи курицы связывается очень хорошо. С клетками трахеи мартышки вирус связывается с максимальным сродством, хотя число мест связывания (точка пересечения с осью Х) меньше, чем на куриных клетках.

Исходя из рецепторной специфичности этих вирусов можно трактовать данные по их связыванию с различными клетками.

Способность вируса человека NIB/23M связываться с клетками кишечника курицы и трахеи курицы и мартышки указывает на наличие 6`SLN рецепторов на этих клетках.

Резкие отличия в связывании вирусов dk/Bur и ch/NJ к клеткам кишечников утки и курицы вероятно объясняются доминированием фукозилированных рецепторов в кишечнике курицы.

Высокое сродство вируса ch/VN к клеткам трахеи мартышки и курицы, возможно обусловлено наличием сульфатированных рецепторов.

Выявление сульфатированных рецепторов на клетках мишенях

Выявление сиалосодержащих рецепторов сульфатированных по шестому положению глюкозамина мы проводили с помощью фермента 6-глюкозамин сульфатазы.

Препарат клеточных мембран обрабатывали ферментом до полного удаления всех 6-сульфогрупп с глюкозамина, являющегося третьим звеном сиалосахаридного рецептора. Далее сравнивали сродство вирусов к исходному и обработанному препарату.

Для вирусов Duck /Pensylvania/84 и Duck/Minessota/1525/81 обработка субстратов 6-глюкозамин сульфатазой не влияет на сродство к клеткам. Для вирусов Chicken /HK/786/97 и Equine/Maiamy/1/63, обладающих повышенным сродством к сульфатированным рецепторам, сульфатазная обработка резко понижает сродство к клеткам трахеи мартышки. Такой результат доказывает, что высокое сродство вирусов H5N1 к клеткам трахеи мартышки связано с тем, что на этих клетках присутствуют сульфатированные по глюкозамину сиалосодержащие группировки, скорее всего Su-3`SLN, к которому у данных вирусов особо высокое сродство.

Адаптация вирусов гриппа кур к сульфатированным рецепторам видимо отражает наличие таких рецепторов на клетках мишенях кур. По случайному совпадению, эти же сиалосахаридные группировки, очевидно, присутствуют на клетках дыхательного эпителия зеленой мартышки, и, вполне вероятно, человека. Второй тип рецептора, присутствующий как в клетках дыхательного эпителия человека, так и на клетках эпителия кур это 6`SLN – «человеческий» рецептор. Напомним, что и Su-3`SLN и 6`SLN- это рецепторы на базе одного и того же сахарида второго типа Gal?1-4GlcNac.

Наличие рецепторов для человеческих вирусов на эпителиальных клетках кур поставило перед нами задачу провести более широкое исследование птиц из разных систематических групп.

Состав рецепторов для вирусов гриппа на клетках различных птиц.

Изучались птицы, принадлежащие к отрядам:

1) Гусеобразные – Anseriformes:

2) Курообразные – Galliformes:

3) Журавлиные Charadriiformes:

Семейство Бекасовые Scolopacidae:

Семейство Чайковые Laridae

4) Аистообразные Ciconiiformes:

5) Поганкообразные Podicipediformes

6) Журавлеобразные Gruiformes

О составе сиалосодержащих рецепторов на клетках судили по способности этих клеток связывать лектины SNA и MAA, специфически распознающими Neu5Ac?2-6Gal? и Neu5Ac?2-3Gal?1-4GlcNAc группировки, а также вирусы dk/Bur, ch/NJ, ch/VN и NIB/23M с хорошо охарактеризованной рецепторной специфичностью.

На рис. 8 приведены профили связывания вирусов и лектинов с эпителиальными клетками кишечников ряда птиц.

Рис. 8. Связывание Maackia amurensis agglutinin (MAA), Sambucus nigra agglutinin (SNA), а так же вирусов утки dk/Bur, курицы ch/NJ и человека NIB/23/89M c клетками кишечников разных птиц.

Клетки уток плохо связывают ВГ курицы и практически не связывают ВГ человека, но очень хорошо связывают утиный вирус. В полном соответствии с работой Ito et al., (1998) клетки уток практически не связывают лектин SNA. Интересно то, что лектин MAA тоже плохо связываются с этими клетками. Очевидно, на клетках уток преобладают такие сиалил2-3галактозные рецепторы, которые не связывают этот лектин. Это могут быть Sia?2-3Gal?1-3Glc/GalNAc – группировки которые хорошо связывают утиные вирусы, но не связывают МАА (Knibbs и др., 1991). Кишечные эпителии куриных птиц хорошо связывают вирус ch/NJ, что указывает на наличие фукозилированных рецепторов. Лектин МАА связывается с клетками куриных птиц существенно лучше, чем с клетками утиных, что указывает на наличие Sia?2-3Gal?1-4GlcNAc группировок.

Клетки куриных птиц, а так же куликов и цапли неплохо связывают лектин SNA и человеческий вирус гриппа.

Таким образом, характерные отличия между клетками кишечников утки и курицы, описанные выше, повторяются на изученных нами представителях утиных и куриных птиц.

Клетки кишечника чаек хорошо связывают как утиный вирус так и вирус ch/NJ; очень хорошо связывает лектин MAA и практически не связывают лектин SNA и ВГ человека. Следовательно там обильно представлены 3`SLN и SiaLex группировки, а 6`SLN группировки, по-видимому отсутствуют.

Клетки лысухи, чемги и цапли очень хорошо связывают лектин MAA и очень плохо связывают ВГ. В работе Knibbs (1991) показано, что лектин MAA неплохо связывается с Sia?2-3Gal?1-4GlcNAc/Glc – группировками, в которых сиаловая кислота модифицирована в области глицеринового остатка, либо присутствует в гликолильной форме. Нельзя исключить, что на клетках вышеупомянутых птиц присутствуют подобные модифицированные по сиаловой кислоте формы 3`-сиалиллактозы.

Лектины MAA и SNA часто используют как инструмент для исследования наличия рецепторов для вирусов гриппа на различных клетках мишенях (Couceiro и др., 1993; Ito и др., 1998; Feldmann и др., 2000). Наши данные свидетельствуют, что трактовать результаты, полученные с лектинами, надо с осторожностью, так как рецепторные детерминанты для лектина MAA и для птичьих вирусов могут не совпадать, хотя обе включают сиалил 2-3галактозный остаток.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы показали, что различной рецепторной специфичностью обладают не только ВГ человека и ВГ птиц, но что вирусы разных птиц также могут иметь различный рецепторный фенотип. Можно описать несколько типов рецепторов вирусов гриппа. Перед терминальной сиаловой кислотой могут находиться либо дисахариды Gal?1-3GalNAc, Gal?1-3GlсNAc (дисахариды первого типа), либо Gal?1-4GlсNAc (дисихарид второго типа). На базе дисахаридов первого типа построены ганглиозиды ганглио-ряда, дисахариды второго типа более характерны для гликопротеинов, хотя встречаются и в ганглиозидах. Терминированные 3`сиаловой кислотой дисахариды первого типа без дополнительных заместителей при третьем от конца звене (как в STF, SLec и ганглиозидах GM1b и GD1a) лучше всего распознаются утиными вирусами гриппа (Рис 9).

загрузка...