Molekulare und pathomorphologische Untersuchungen zur Bedeutung verschiedener Virusproteine für die Neuroinvasion des Pseudorabiesvirus
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Zusammenfassung
Alphaherpesviren zeichnen sich in vielen Fällen durch einen ausgeprägten Neurotropismus aus. Die Infektion von Nervenzellen kann nicht nur zu schwerwiegender klinischer Symptomatik führen, sondern steht auch in engem Zusammenhang mit der Latenz dieser Viren. Das Pseudorabiesvirus (PrV) ist ein Alphaherpesvirus, das in zahlreichen Säugerspezies das Nervensystem zielgerichtet infiziert und aufgrund seiner spezifischen Neuroinvasion und transsynaptischen Ausbreitung inzwischen in den Neurowissenschaften einen hohen Stellenwert als Vektor oder Marker für neuronale Leitungsbahnen.Nach oronasaler Infektion von Mäusen zeigte PrV-dUS9 eine mäßig erringerte Neurovirulenz, immunhistologisch jedoch eine in Quantität und Qualität dem Wildtyp ähnliche Infektion von trigeminalen Neuronen. Zusätzlich waren Neurone des ventromedialen Thalamus sowie des sekundären somatosensorischen Kortex infiziert. Die Kinetik der viralen Ausbreitung im trigeminalen System deutet auf eine leicht verzögerte anterograde, transsynaptische Ausbreitungsfähigkeit dieser Mutante zwischen trigeminalen Neuronen erster und zweiter Ordnung hin. Eine EGFP/UL35-markierte PrV-dUS9-Mutante zeigte bei Zeitrafferaufnahmen keine Einschränkungen des axonalen Transports von Kapsiden. Somit ist das US9-Protein offenbar für die anterograde transsynaptische Ausbreitung im oronasalen Infektionsmodell nicht notwendig. Eine weitere Bestätigung dieser Beobachtung lieferte das In-vivo-Verhalten von PrV-dUL11/US9. Diese Mutante zeigte im Mausmodell eine stark verzögerte Neuroinvasion im trigeminalen System, war jedoch fähig, sich anterograd und transsynaptisch auszubreiten. Trotz der reduzierten Neurovirulenz zeigte auch PrV-dUL11/US9 eine Infektion des somatosensorischen Kortex und Thalamus. Die Genprodukte von UL11 und US9 besitzen aus diesem Grund möglicherweise redundante Funktionen während der Replikation und des Transports in Neuronen, so dass die Anwesenheit eines der beiden Proteine für eine effiziente Ausbreitung in neuronalen Systemen notwendig ist. Das UL37-Protein ist notwendig für die Neuroinvasion nach oronasaler Infektion von Mäusen und für den axonalen Transport von Kapsiden in der primären trigeminalen Zellkultur. In kultivierten trigeminalen Neuronen zeigte phänotypisch komplementiertes PrV-dUL37 zwar eine intranukleäre Ansammlung, jedoch keinen axonalen Transport von Kapsiden. Als innerste Schicht des Teguments könnte das UL37-Protein ein wichtiges Bindeglied zwischen viralem Kapsid und zellulären Motorproteinen des schnellen axonalen Transports darstellen. Obwohl PrV-dUL48 in vitro einen ähnlichen Phänotyp wie PrV-dUL37 zeigte, war die Neuroinvasion bei Abwesenheit von UL48 stark verzögert, jedoch nicht blockiert. Zeitrafferaufnahmen in neuronaler Zellkultur zeigten einen uneingeschränkten axonalen Transport Kapsiden dieser Mutante. Die verlängerten Überlebenszeiten sind somit hauptsächlich durch einen Defekt von PrV-dUL48 in der Virusreplikation und nur geringfügig durch Einschränkungen im axonalen Transport von Kapsiden bedingt. Die Deletion von UL16 oder UL21 hatte einen nur mäßigen Einfluss auf die Virulenz der Mutanten. Während das simultane Fehlen beider Proteine in vitro nur eine leichte Reduktion der Zell-zu-Zell-Ausbreitung bewirkte, zeigte sich in vivo eine ausgeprägte Reduktion der Neurovirulenz, nicht jedoch der Neuroinvasion. Der Komplex aus den UL16- und UL21-Proteinen des PrV besitzt somit virulenzbestimmende Eigenschaften in vivo. Die zusätzliche Deletion von UL11 bewirkte keine zusätzliche Einschränkungen der Neurovirulenz. Deletionsmutanten in UL17, UL31, UL34 und UL11/gM waren nicht neuroinvasiv. Deletionsmutanten in UL51 und UL41 zeigten geringgradig verlängerte Überlebenszeiten und leicht reduzierte Neurovirulenz. Dies führt zu der Annahme, dass UL41 keine herausragende Rolle im Viral Host Cell Shutoff des PrV spielt und funktionelle Redundanzen anderer Proteine möglicherweise die Deletion der Gene ausgleichen. Die Genprodukte von UL46, UL3, US3, UL47 und UL13 besitzen nur einen geringen Einfluss auf die Neurovirulenz von PrV.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen: http://www.dvg.net/ DVG Service, 2005