膜聯蛋白A2在病毒感染中的作用研究進展

李瓊毅, 趙克學， 梁浩勤， 馮若飛

(1. 西北民族大學 生物工程與技術國家民委重點實驗室， 蘭州 730030； 2. 西北民族大學 生命科學與工程學院， 蘭州 730030； 3. 甘肅省動物細胞工程技術研究中心， 蘭州 730030)

膜聯蛋白家族是一類進化上高度保守的蛋白家族，在地球上已存在5億年之久[1]。其中12個成員(膜聯蛋白A1-11和膜聯蛋白A13)表達于人類細胞表面，在這些蛋白中，膜聯蛋白A2與人體細胞的生理生化功能和疾病發生關系最為密切，因此是研究最為廣泛的一種[2]。膜聯蛋白A2 (annexin A2，ANXA2)又稱為p36、鈣依結合蛋白I或嗜鉻粒結合蛋白VIII等，是一類由Ca2+調控的具有磷脂結合特性的膜聯蛋白[3]，表達于上皮細胞、單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、內皮細胞和滋養層細胞等多種真核細胞表面[4]。生理狀態下，ANXA2主要以單體和異源四聚體兩種形式存在：單體主要存在于細胞質中[5]，參與胞內細胞器膜的組裝、溶解和修復[1]；異源四聚體主要存在于細胞膜表面，由兩分子的ANXA2與兩分子的p11(S100A10)形成，也稱為A2t[5]。ANXA2參與細胞多種生理生化過程，包括胞吞和胞吐作用[6]、早期細胞質分裂[7]、囊泡運輸、胞膜的運動和有絲分裂[8]。p11主要參與轉運ANXA2等多種蛋白至細胞膜，其表達由ANXA2決定[4,9]。p11蛋白的功能發揮需要與ANXA2相結合；反之，p11對ANXA2功能的正常發揮也必不可少[9]。

病理情況下，胞質單體ANXA2異常與多種疾病相關，如額顳葉癡呆[1]、肢帶2B型肌營養不良[10]和無菌磨損性關節炎等[11]。膜表面ANXA2則與多種惡性腫瘤的發生密切相關，是研究腫瘤發生機理和預后的熱門蛋白[1,3]。最近也有研究人員提出ANXA2可作為早期診斷肝細胞癌的標記分子[12]。本文對膜聯蛋白A2的功能及其在病毒感染中的作用綜述如下。

1 ANXA2在人乳頭瘤病毒(HPV)感染中的作用

HPV為雙鏈DNA病毒，主要經性傳播途徑感染黏膜上皮細胞[13]，引起人類多種良性和惡性腫瘤[9]。在15種可引起人類癌癥的HPV高危亞型中，HPV16最為常見也是研究最廣泛的一種[14]。2011年，Krawczyk等在非洲綠猴腎細胞(COS-7)中經免疫共沉淀(Co-IP)試驗中首次在HPV-16病毒粒子包裝中發現A2t，且病毒E5蛋白可以誘導胞質中的ANXA2和p11重新定位于細胞核周圍[15]；隨后，Woodham等在人宮頸癌細胞(Hela)中發現A2t與HPV-16病毒粒子相互作用，當使用A2t抑制劑[16]或抗ANXA2抗體后，可限制抑制病毒感染，電子順磁共振技術顯示該作用由病毒小衣殼蛋白L2與p11結合介導，這一試驗結果提示A2t通過小衣殼蛋白L2參與HPV16的內化和感染[17]，這一作用在HPV16感染朗格漢斯細胞(LC)中也得到證實，但Woodham也發現HPV16還可通過與A2t的相互作用抑制LC的成熟，提示A2t在病毒抑制宿主免疫方面也有作用[18]。Dziduszko等的試驗則進一步提示A2t異源四聚體在HPV16的感染中發揮不同的作用，ANXA2參與病毒的內化，而p11在病毒的胞內運輸中發揮作用[9]。在單純皰疹病毒(HSV)和HPV同時感染細胞時，HSV可通過下調分泌性白細胞蛋白酶抑制劑(SLPI)提高ANXA2的表達進而提升細胞對HPV16感染的敏感性[13]。

2 ANXA2在HIV-1感染中的作用

Ma等在研究SLPI對HIV-1感染的抑制機制時發現，人巨噬細胞表面的ANXA2可與SLPI結合，促進HIV感染巨噬細胞，當使用ANXA2特異性抗體時，可抑制HIV-1的感染，提示ANXA2可作為阻止病毒感染的新靶標[19]。隨后Ryzhova等在試驗中證實ANXA2可與HIV-Gag蛋白結合，且ANXA2-Gag的復合物僅在病毒復制的巨噬細胞中可檢測到；此外，當特異性siRNA瞬時敲低ANXA2表達時，子代病毒的釋放也明顯下降，這一結果提示ANXA2與病毒在巨噬細胞中裝配相關[20]。Harrist等則在293T細胞中證明ANXA2-Gag的相互作用在脂筏中進行并且促進病毒的增殖[21]。Tai等在體外試驗多種細胞系后提出ANXA2參與HIV-1的包裝作用是細胞系依賴的即ANXA2對HIV-1復制增殖的影響僅限于巨噬細胞系[22]。Woodham等的試驗中發現A2t異源四聚體的特異性抑制物對病毒增殖沒有影響而抗ANXA2抗體可以抑制病毒增殖，這一結果提示A2t異源四聚體對病毒的增殖沒有影響，但ANXA2可能與病毒的內化相關[23]。

3 ANXA2在丙型肝炎病毒(HCV)感染中的作用

HCV屬于黃病毒科，是引起人類丙型肝炎的病原體，目前全球大約有1.7億人感染HCV，部分患者后期出現肝硬化和肝癌等并發癥[24-25]。2010年，Backes等從HCV復制復合物中首次分離出ANXA2并發現ANXA2可被HCV非結構蛋白NS5A招募至病毒復制處共同參與病毒的裝配，但與病毒基因組復制和釋放無關[26]。Saxena在共定位試驗中證實ANXA2與病毒的非結構蛋白NS4B、NS5A和NS5B存在相互作用，ANXA2參與脂筏的形成并招募相應病毒蛋白在脂筏處富集促進HCV復制復合物的形成[25]；Kim則發現ANXA2還參與了HCV感染后自噬體的形成[24]。Dreux等在研究HCV入侵宿主細胞后的固有免疫機制時發現，病毒感染細胞可通過向漿細胞樣樹突狀細胞(pDC)分泌含有病毒RNA的外泌體逃避宿主細胞固有免疫監視，但這一過程需要內體蛋白分選轉運復合物(ESCRT)和ANXA2的參與，這一結果提示ANXA2在病毒的細胞間轉運也發揮一定的作用[27]。Solbak經試驗證實ANXA2可與病毒非結構蛋白NS5B結合并減弱其聚合酶活性，為進一步設計針對NS5B的新型變構劑提供理論依據[28]。

4 ANXA2在其他病毒感染中的作用

禽流感病毒屬于甲型流感病毒，是一類引起禽流感的高度接觸性傳染病，其中以H5N1高致病性禽流感病毒的致病性最高，可在禽類和人群中廣泛傳播并引起禽類大量死亡[29]。Ma等在近期通過免疫共沉淀發現H5N1的非結構蛋白NSP1和ANXA2存在相互作用，當使用siRNA瞬時敲低ANXA2后，H5N1的增殖也受到抑制，而過表達ANXA2后病毒增殖也隨之增加，研究人員推測NSP1可能在ANXA2和p53之間擔當了橋梁作用，從而抑制細胞凋亡促進病毒增殖[30]。

在豬瘟病毒(CSFV)感染宿主的過程中，ANXA2通過與病毒的非結構蛋白NS5A相互作用參與子代病毒的產生，但對病毒RNA的復制并沒有影響[31]；Li等發現豬繁殖與呼吸綜合征病毒非結構蛋白Nsp9不僅在體外可與全長ANXA2結合，在感染PRRSV的MARC-145細胞中也可與細胞內ANXA2結合，當下調細胞中ANXA2的表達時子代病毒的產生也受到顯著抑制，這一結果提示ANXA2作為NSP9的結合分子促進病毒的復制[32]。

5 展望

ANXA2與多種腫瘤疾病和病原體感染相關，研究結果證實在細胞與病原體的相互作用中ANXA2必不可少。筆者所在實驗室在研究EMCV感染過程中亦發現ANXA2表達改變對病毒的感染也有影響，隨著對這些結果的深入研究，我們會揭示更多ANXA2與病原體感染之間的關系及其對宿主正常生理功能產生的影響。在不久的將來，ANXA2作為針對病毒蛋白的新型變構劑及腫瘤早期診斷的靶標也會進一步被闡明并最終發揮出相應的作用。