細胞融合-病毒對細胞的損害作用

動物體在許多疾病過程中出現多核細胞的現象，很早就有報道。眾所周知，發現於結核病灶內的朗罕細胞，就是一種因結核菌感染而發生的多核巨細胞。在鼻疽、麻風、百日咳、球孢子蟲病、放線菌病以及新城疫、麻疹、犬瘟熱、牛瘟、牛痘和皰疹乃至維生素缺乏等許多疾病中，也都有過發現這類多核巨細胞的報道。1955年發現了由病毒直接引起的細胞融合現象:將Ehrlich腹水癌細胞注入小鼠腹腔，隨後注入仙台病毒——一種副粘病毒，一天後采取腹腔液鏡檢，可以發現許多巨型多核細胞。這種融合現象更易在試管內證明。將相應病毒加入於細胞懸液或組織培養細胞內，在半小時至幾小時內即可見到細胞融合現象，形成2個、3個甚至10多個細胞融合而成的巨型細胞。胞漿內含有相應數目的細胞核。融合細胞與上述的多核細胞，是否是同樣的發生機理，有待進一步探索。細胞融合與病毒血凝素引起的血細胞凝集現象不同。56℃30分鍾加熱處理的仙台病毒雖然仍保持血凝活性，但卻不再能夠引起細胞融合。

【HT5SS】動物病毒中能夠明顯地誘發細胞融合現象的，除副粘病毒外，還有皰疹病毒科和痘病毒科中的一些病毒。反轉錄病毒和冠狀病毒中的某些成員，也有引起細胞融合的能力，但與副粘病毒相比，其融合效能要低得多。如前述，這些能夠誘發細胞融合的病毒，統稱合胞體病毒，但習慣上通常僅指具有合胞作用的副粘病毒，即呼吸道合胞體病毒。在合胞體病毒的誘發下，不僅同種細胞可以發生融合，而且異種細胞也能融合。應用紫外線滅活的仙台病毒不僅使HeLa細胞、豬腎繼代細胞等發生明顯的同種融合，而且可使驢胎皮膚繼代細胞與豬腎繼代細胞發生異種融合。因此，細胞融合現象已是研究染色體和基因遺傳以及取得雜交細胞的一個有力手段。細胞融合現象的發生，不僅決定於病毒和細胞的種類，而且受病毒數量、溫度和周圍環境中離子強度等條件的影響。單純皰疹病毒可在HeLa細胞內引起細胞融合，但是不能在人的二倍體成纖維細胞中誘發融合現象，盡管其在這種成纖維細胞中的增殖率高於HeLa細胞。較多的病毒數量，也就是每個細胞吸附較多的病毒粒子，也是必需的，因為隻在兩個或幾個鄰接細胞的接觸部位存在許多病毒粒子的條件下，才能發生細胞融合現象。溫度在37℃時最適於細胞發生融合，但是病毒粒子對細胞的第一階段吸附，也可發生於較低溫度甚至4℃。細胞融合最易發生在中性偏堿的等滲液中，並且需要鈣離子的存在。細胞融合的具體過程，已在光學顯微鏡和電子顯微鏡下進行過比較細致的觀察。首先是細胞表麵吸附許多病毒粒子，接著是細胞發生凝集。幾分種至幾十分鍾後，病毒粒子從細胞表麵消失，而且也就在這個部位，鄰接細胞的細胞膜融合，胞漿得以相互交流，最後形成融合細胞(見圖7-5)。在多個細胞發生融合時，細胞核有時呈車輪狀排列。

一般認為，細胞融合是細胞發生病毒感染時的一種伴隨現象。也就是說，由病毒溶崩了的細胞膜部位，為鄰接細胞的融合創造了條件。或者是病毒外膜在細胞之間呈現架橋作用，隨後由於細胞膜自身酶的作用而完成融合過程。近年來隨著分子病毒學研究的深入，已從各種具有細胞融合作用的病毒中發現了起主要作用的蛋白質成分，如副粘病毒的F蛋白(即融合蛋白)、皰疹病毒6種糖蛋白中的gB、gC、gD和gH4種成分、冠狀病毒的E2蛋白等。它們均為糖蛋白，在敏感細胞上均有其相應受體，當這類糖蛋白與細胞受體結合後，即導致病毒外膜與細胞膜的融合，繼而引起細胞間的融合。

【HT5SS】利用人工合成的類似於副粘病毒糖蛋白疏水區的一些寡肽，或含有光反應性疊氮基團或化學反應性氯胺酮部分的多肽,加入細胞培養物後,可以抑製病毒的細胞融合作用。反轉錄病毒中的人免疫缺陷病毒(HIV)在試管中具有誘導T4淋巴細胞融合的作用。利用針對T4抗原決定簇的單克隆抗體可以阻斷細胞融合。已知HIV粒子或純化的病毒envgp120與T4細胞的結合可被抗T4單克隆抗體所阻斷。因此HIV的envgp120可能與細胞融合作用有關。曾有人發現無血凝活性的痘病毒自然變異株具有細胞融合作用。血凝素對痘病毒的複製是非必需的，在血凝素基因中插入外源基因後，血凝活性喪失，但這種人為突變株卻獲得了細胞融合的活性，其機理尚不明確。另外，應用紫外線照射或β－丙內酯處理，可使仙台病毒滅活，但其引起細胞融合的能力並不降低。反之，如用乙醚進行處理，除去病毒囊膜中的脂質，則病毒誘導細胞融合的能力隨之消失。應用磷酸酯酶A處理仙台病毒和新城疫病毒，也可使其喪失細胞融合的能力。因此，病毒囊膜中的脂質可能也是引起細胞融合的主要成分之一。細胞融合現象，顯然對細胞的生命活動呈現損害作用，因為融合細胞大多喪失功能，並且最後死亡。在動物體內，細胞融合可能也是病毒感染過程中發生病變的原因之一。除病毒外，聚乙二醇、山梨糖醇、溶血卵磷脂和刀豆球蛋白等也有引起細胞融合的作用。