膜联蛋白A2在病毒感染中的作用研究进展

李琼毅, 赵克学， 梁浩勤， 冯若飞

(1. 西北民族大学 生物工程与技术国家民委重点实验室， 兰州 730030； 2. 西北民族大学 生命科学与工程学院， 兰州 730030； 3. 甘肃省动物细胞工程技术研究中心， 兰州 730030)

膜联蛋白家族是一类进化上高度保守的蛋白家族，在地球上已存在5亿年之久[1]。其中12个成员(膜联蛋白A1-11和膜联蛋白A13)表达于人类细胞表面，在这些蛋白中，膜联蛋白A2与人体细胞的生理生化功能和疾病发生关系最为密切，因此是研究最为广泛的一种[2]。膜联蛋白A2 (annexin A2，ANXA2)又称为p36、钙依结合蛋白I或嗜铬粒结合蛋白VIII等，是一类由Ca2+调控的具有磷脂结合特性的膜联蛋白[3]，表达于上皮细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、内皮细胞和滋养层细胞等多种真核细胞表面[4]。生理状态下，ANXA2主要以单体和异源四聚体两种形式存在：单体主要存在于细胞质中[5]，参与胞内细胞器膜的组装、溶解和修复[1]；异源四聚体主要存在于细胞膜表面，由两分子的ANXA2与两分子的p11(S100A10)形成，也称为A2t[5]。ANXA2参与细胞多种生理生化过程，包括胞吞和胞吐作用[6]、早期细胞质分裂[7]、囊泡运输、胞膜的运动和有丝分裂[8]。p11主要参与转运ANXA2等多种蛋白至细胞膜，其表达由ANXA2决定[4,9]。p11蛋白的功能发挥需要与ANXA2相结合；反之，p11对ANXA2功能的正常发挥也必不可少[9]。

病理情况下，胞质单体ANXA2异常与多种疾病相关，如额颞叶痴呆[1]、肢带2B型肌营养不良[10]和无菌磨损性关节炎等[11]。膜表面ANXA2则与多种恶性肿瘤的发生密切相关，是研究肿瘤发生机理和预后的热门蛋白[1,3]。最近也有研究人员提出ANXA2可作为早期诊断肝细胞癌的标记分子[12]。本文对膜联蛋白A2的功能及其在病毒感染中的作用综述如下。

1 ANXA2在人乳头瘤病毒(HPV)感染中的作用

HPV为双链DNA病毒，主要经性传播途径感染黏膜上皮细胞[13]，引起人类多种良性和恶性肿瘤[9]。在15种可引起人类癌症的HPV高危亚型中，HPV16最为常见也是研究最广泛的一种[14]。2011年，Krawczyk等在非洲绿猴肾细胞(COS-7)中经免疫共沉淀(Co-IP)试验中首次在HPV-16病毒粒子包装中发现A2t，且病毒E5蛋白可以诱导胞质中的ANXA2和p11重新定位于细胞核周围[15]；随后，Woodham等在人宫颈癌细胞(Hela)中发现A2t与HPV-16病毒粒子相互作用，当使用A2t抑制剂[16]或抗ANXA2抗体后，可限制抑制病毒感染，电子顺磁共振技术显示该作用由病毒小衣壳蛋白L2与p11结合介导，这一试验结果提示A2t通过小衣壳蛋白L2参与HPV16的内化和感染[17]，这一作用在HPV16感染朗格汉斯细胞(LC)中也得到证实，但Woodham也发现HPV16还可通过与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等的试验则进一步提示A2t异源四聚体在HPV16的感染中发挥不同的作用，ANXA2参与病毒的内化，而p11在病毒的胞内运输中发挥作用[9]。在单纯疱疹病毒(HSV)和HPV同时感染细胞时，HSV可通过下调分泌性白细胞蛋白酶抑制剂(SLPI)提高ANXA2的表达进而提升细胞对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对HIV-1感染的抑制机制时发现，人巨噬细胞表面的ANXA2可与SLPI结合，促进HIV感染巨噬细胞，当使用ANXA2特异性抗体时，可抑制HIV-1的感染，提示ANXA2可作为阻止病毒感染的新靶标[19]。随后Ryzhova等在试验中证实ANXA2可与HIV-Gag蛋白结合，且ANXA2-Gag的复合物仅在病毒复制的巨噬细胞中可检测到；此外，当特异性siRNA瞬时敲低ANXA2表达时，子代病毒的释放也明显下降，这一结果提示ANXA2与病毒在巨噬细胞中装配相关[20]。Harrist等则在293T细胞中证明ANXA2-Gag的相互作用在脂筏中进行并且促进病毒的增殖[21]。Tai等在体外试验多种细胞系后提出ANXA2参与HIV-1的包装作用是细胞系依赖的即ANXA2对HIV-1复制增殖的影响仅限于巨噬细胞系[22]。Woodham等的试验中发现A2t异源四聚体的特异性抑制物对病毒增殖没有影响而抗ANXA2抗体可以抑制病毒增殖，这一结果提示A2t异源四聚体对病毒的增殖没有影响，但ANXA2可能与病毒的内化相关[23]。

3 ANXA2在丙型肝炎病毒(HCV)感染中的作用

HCV属于黄病毒科，是引起人类丙型肝炎的病原体，目前全球大约有1.7亿人感染HCV，部分患者后期出现肝硬化和肝癌等并发症[24-25]。2010年，Backes等从HCV复制复合物中首次分离出ANXA2并发现ANXA2可被HCV非结构蛋白NS5A招募至病毒复制处共同参与病毒的装配，但与病毒基因组复制和释放无关[26]。Saxena在共定位试验中证实ANXA2与病毒的非结构蛋白NS4B、NS5A和NS5B存在相互作用，ANXA2参与脂筏的形成并招募相应病毒蛋白在脂筏处富集促进HCV复制复合物的形成[25]；Kim则发现ANXA2还参与了HCV感染后自噬体的形成[24]。Dreux等在研究HCV入侵宿主细胞后的固有免疫机制时发现，病毒感染细胞可通过向浆细胞样树突状细胞(pDC)分泌含有病毒RNA的外泌体逃避宿主细胞固有免疫监视，但这一过程需要内体蛋白分选转运复合物(ESCRT)和ANXA2的参与，这一结果提示ANXA2在病毒的细胞间转运也发挥一定的作用[27]。Solbak经试验证实ANXA2可与病毒非结构蛋白NS5B结合并减弱其聚合酶活性，为进一步设计针对NS5B的新型变构剂提供理论依据[28]。

4 ANXA2在其他病毒感染中的作用

禽流感病毒属于甲型流感病毒，是一类引起禽流感的高度接触性传染病，其中以H5N1高致病性禽流感病毒的致病性最高，可在禽类和人群中广泛传播并引起禽类大量死亡[29]。Ma等在近期通过免疫共沉淀发现H5N1的非结构蛋白NSP1和ANXA2存在相互作用，当使用siRNA瞬时敲低ANXA2后，H5N1的增殖也受到抑制，而过表达ANXA2后病毒增殖也随之增加，研究人员推测NSP1可能在ANXA2和p53之间担当了桥梁作用，从而抑制细胞凋亡促进病毒增殖[30]。

在猪瘟病毒(CSFV)感染宿主的过程中，ANXA2通过与病毒的非结构蛋白NS5A相互作用参与子代病毒的产生，但对病毒RNA的复制并没有影响[31]；Li等发现猪繁殖与呼吸综合征病毒非结构蛋白Nsp9不仅在体外可与全长ANXA2结合，在感染PRRSV的MARC-145细胞中也可与细胞内ANXA2结合，当下调细胞中ANXA2的表达时子代病毒的产生也受到显著抑制，这一结果提示ANXA2作为NSP9的结合分子促进病毒的复制[32]。

5 展望

ANXA2与多种肿瘤疾病和病原体感染相关，研究结果证实在细胞与病原体的相互作用中ANXA2必不可少。笔者所在实验室在研究EMCV感染过程中亦发现ANXA2表达改变对病毒的感染也有影响，随着对这些结果的深入研究，我们会揭示更多ANXA2与病原体感染之间的关系及其对宿主正常生理功能产生的影响。在不久的将来，ANXA2作为针对病毒蛋白的新型变构剂及肿瘤早期诊断的靶标也会进一步被阐明并最终发挥出相应的作用。