人类内源性逆转录病毒与多发性硬化：无辜旁观者还是疾病决定因素？

1.1. MS的临床和神经病理学特征

多发性硬化症（MS）是一种常见的进行性神经系统疾病，由多种表型（复发复发、原发性进行性和继发性进展性，以及不太常见的变异，如马伯格综合征、巴洛综合征和德威克综合征）定义，影响全世界100多万人，通常开始于壮年，年龄在20-40岁之间，与明显的身体和认知障碍以及寿命缩短有关[7]最近对MS诊断的严格标准的应用完善了临床试验的纳入标准，这可能会改善试验结果[8]MS伴随的神经病理学改变是多样的，并被分为四种不同的亚型[9]脱髓鞘和炎症是MS的主要特征，并在各级累及中枢神经系统。MS中伴随炎症和脱髓鞘的是轴突和神经元核周损伤的重新发现[10]复发缓解型MS患者的病变通常出现在白质中，其特征是血脑屏障（BBB）破坏、局部水肿和脱髓鞘，这是典型的炎症过程[11]相反，在原发性进展性多发性硬化症中，炎症过程并不占主导地位，但进展到残疾和脑萎缩的速度可能更快[12]对轴突和神经元发生脱髓鞘和炎症相关损伤的机制感兴趣[13]神经影像学研究表明，伴有脑萎缩（组织损失）的轴突损伤是MS期间身体残疾发展的主要机制[1],[14].

1.2. MS发病机制

大规模遗传学研究表明，免疫发病机制作为MS的病因学决定因素的作用与多个免疫基因，特别是与6号染色体上的MHC II类基因座相关[15],[16]和MS神经病理学，这涉及CNS内的多种细胞类型以及免疫激活[17]目前定义MS发病机制的教条是，它是一种T细胞驱动的自身免疫性疾病，尽管具有不同的表型[1]尽管如此，MS的临床和神经病理学表型因人口和地理区域的不同而有很大差异。对多发性硬化症免疫发病机制的理解在很大程度上受到了不同动物模型的影响，尤其是实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）[18]先天性和适应性免疫机制均参与MS的免疫发病机制[19]尽管适应性免疫可能在疾病早期占主导地位，但选择性T和B细胞激活伴随临床复发反映了这一点。多组研究表明，髓系细胞MHC II类表达增强以及伴随的先天免疫激活与髓鞘损伤和再髓鞘化失败有关[20]Th1相关的固有免疫在疾病的不同阶段也被激活，巨噬细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞持续增加的细胞因子和趋化因子生产表明了这一点[21]甚至进入疾病的晚期或继发进展阶段[22]事实上，通过疾病修饰疗法对巨噬细胞的调节/极化可能是这些化合物发挥治疗作用的重要机制[23]虽然包括细胞因子、趋化因子、前列腺素、活性氧和基质金属蛋白酶在内的炎性分子已被证明有助于MS相关的脱髓鞘和轴突/神经元损伤，但脱髓鞘及轴突损伤的机制尚不明确[14],[24],[25]上述分子代表了一系列复杂的信号事件，这些信号事件源于淋巴细胞、巨噬细胞和星形胶质细胞的激活[17]后一种细胞类型的激活导致可溶性细胞间信号分子的释放，这些信号分子随后要么反馈到激活的细胞上，要么诱导细胞变化，通常通过受体介导机制导致髓磷脂、少突胶质细胞、轴突和可能的神经元细胞体受损[13],[26],[27]鉴于先天免疫机制在多发性硬化症中的重要作用以及对其参与原型神经退行性变（例如阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化症）的日益认识，主要神经退行性机制（氧化应激、兴奋毒性、内质网应激、细胞凋亡和其他程序性细胞死亡途径）对MS相关神经功能障碍的发展的贡献在MS发病机制的最新研究中越来越重要[28]事实上，免疫抑制和免疫调节治疗的适度临床益处促使研究人员重新检查MS的潜在致病机制，并更加关注神经退行性疾病机制的调节[29].

环境因素，包括传染源、生活方式（吸烟）和营养（维生素D缺乏、乳制品）因素可能有助于MS的发展和进展[30]有证据表明MS是由传统的外源性感染因子（疱疹病毒、冠状病毒、衣原体感染等）引起的，而且事实上，这方面的数据存在很大的争议（在[30],[31]). 也有大量证据支持这样一种假设，即基因在个体对MS的易感性中起着关键作用，可能与病毒等触发因素有关。虽然MS不是以孟德尔方式遗传的，但在纯合双胞胎中的一致性率为26%（双合双胞胎为3%），这表明实质性的不一致（约70%）[32]尽管如此，多发性硬化症患者的家庭成员遗传了更高的MS发病风险，这是一种遗传倾向[33]高加索人多发性硬化症与HLA II类之间存在强烈的遗传关联DRB1*1501等位基因，与DRB5*0101后一等位基因可能通过选择自身反应性CD4而导致MS风险⁺T细胞，而前者在EAE中通过删除转基因小鼠中的自身反应性T细胞而受到抑制[34]尽管有几个染色体位点和多个多态性与MS相关，但迄今为止还没有明确的特定基因组位点与MS发病或进展相关[35]尤其是与免疫机制相关的基因。

将MS与感染联系在一起的两个主要假设是：“流行率假设”表明，病原体在高危地区更常见，而“脊髓灰质炎假设”以及由此延伸的“卫生假设”则表明，早期感染会诱导保护性自身免疫，而延迟感染会增加疾病风险[36]因此，早期的一些感染可能会阻止MS的发展，这可以解释为什么MS在发展中国家或社会经济地位较低的人群中罕见[37]虽然多种传染源与MS有关，但它们的存在可能只是为针对CNS抗原的自身免疫反应的发展提供了适当的环境触发因素[38]应用先进的生物化学和分子工具，已鉴定出几种与MS相关的病毒，尽管还没有病原体被认为是MS的致病因子。与MS病毒感染相关的研究主要是血清学研究，并通过对特定病毒的抗体滴度来证明，尽管还没有阐明这些抗体是由于对病因的反应还是通过分子模拟而升高[39].导致MS临床活动增加的感染可能是由病毒引起的，这些感染发生在上呼吸道，是自限性的，症状轻微，但可能包括病原体，如肺炎衣原体和肺炎支原体 [40]在病毒中，流行病学研究支持爱泼斯坦-巴尔病毒（EBV），而神经病理学研究支持HHV-6、HERV和可能的冠状病毒[37].EBV血清学与多发性硬化症的分布和发病相关。虽然大多数成年人感染了EBV，但有一部分儿童EBV血清阴性[37]对MS中EB病毒感染的荟萃分析研究表明，EB病毒具有一定作用，尤其是当EB病毒核抗原抗体阳性的患者数量高于EB病毒血清阳性对照组时，但MS脑和脑脊液（CSF）中的寡克隆IgG是否对EB病毒特异尚不清楚[41]一项大型丹麦研究报告称，感染性单核细胞增多症后MS风险很快增加，并持续至少30年，儿童EBV感染与MS之间已证实存在关联[37]虽然HHV6和EBV是普遍存在的病毒，但血清转化通常发生在青春期之前或期间进入成年生活，这与接触引起MS的传染源时间的流行病学证据相匹配[41]测定了一些MS患者脑脊液中的寡克隆抗体，以靶向EBV编码蛋白BRRF2和EBNA-1[42]此外，发现EBV感染B细胞、浆细胞和表达病毒潜伏蛋白的MS患者的大脑[43]T细胞介导的对EBV感染细胞的免疫反应导致神经元和少突胶质细胞因旁观者激活而受损[37].

由于MS的复杂免疫表型，对人类疱疹病毒（HHV）-6的免疫反应很难预测；RR-MS中HHV-6的血清IgG浓度高于CP-MS，而15%的MS患者在复发期间经常检测到HHV-6 DNA，表明存在病毒DNA。一些细胞，包括MS大脑中的少突胶质细胞，显示出HHV-6抗原或基因组的存在，但并不完全与MS相关。有趣的是，一些逆转录病毒感染表现出类似MS的临床和神经病理学表型，包括人类T细胞嗜淋巴病毒（HTLV）-1-相关脊髓病和人类免疫缺陷病毒（HIV）相关白质脑病[44]与大多数传统的外源性病毒不同，逆转录病毒整合到宿主基因组中，并在感染后的数年内继续发挥（自动）免疫作用，通常是在缺乏大量病毒复制的情况下[45].

2.1. HERV的功能

HERV基因的表达主要受其个体LTR的调控。众所周知，TNF-α等细胞因子以时间和组织特异的方式调节HERV的表达[89],[90]虽然大多数HERV整合事件都是古老的，但HERV-K（HML-2、113和115）存在相对较新的人类特异性整合（400000-250000年前），并且人类人群中存在全长前病毒和整合前位点等位基因[32]也有证据表明HERV在灵长类进化过程中调节基因组重排的能力[3]序列的比较，特别是在某些HERV家族的LTR中，可以深入了解特定基因序列在基因组中存在的时间长度。灵长类进化过程中获得的几种不完全重复、重组事件和突变可能导致的无功能病毒序列的例子有HERV-H、HERV-F和HERV-K[3]不同HERV在胎盘和胚胎组织以及生殖组织或细胞（如睾丸）中的表达最为丰富[91]和卵母细胞[92]HERV在胚胎组织中的广泛表达可能足以诱导对HERV编码蛋白的免疫耐受。当HERV蛋白在胎盘中表达时，会影响妊娠期母胎免疫抑制[93],[94]尤其是滋养层细胞[67],[95]有趣的是，胎盘表达其他免疫原性妊娠相关糖蛋白，但其在自身免疫性疾病中的作用尚不明确[96].

3.1. ERVWE1/syncytin-1

HERV-W包膜编码糖蛋白syncytin-1在健康胎盘中很容易检测到，主要由染色体位点7q21.2表达，尽管还有其他位点编码部分和完整序列(图2). MS患者脑组织中也检测到Syncytin-1是转录物和蛋白质[102]尤其是活动性和慢性MS脱髓鞘病变中的星形胶质细胞和小胶质细胞[102]Syncytin-1似乎与MSRV不同环境，但序列相似[100]Syncytin-1在MS患者的大脑中过度表达[102],[133]PCR技术对其拷贝数的检测显示，与对照组相比，MS患者脑组织中的RNA和DNA拷贝数显著增加，但外周血单个核细胞、脑脊液或血浆中的RNA及DNA拷贝数没有显著增加[108],[134].syncytin-1和MSRV之间的主要区别环境是蛋白质的定位。虽然前者存在于细胞内和质膜上，但据报道，MSRV是一种细胞外病毒，电子显微镜下可见，在逆转录病毒浮力密度下沉淀，具有逆转录酶活性和含有多聚a（+）RNA的末端重复序列，堵住,波尔和环境序列。然而，除了区分MSRV的点突变外环境来自syncytin-1[108]、MSRV环境也可以通过在MSRV跨膜区的细胞质尾部存在12核苷酸插入来与合胞素-1区分。使用特定探针，对多发性硬化症患者PBMC中MSRV的DNA、RNA和syncytin-1的定量显示，与对照组相比，多发性痴呆患者PBMC的MSRV显著增加[109]虽然本研究中PBMC中合胞素-1的表达与早期使用敏感性较低的PCR方法的研究一致[108]，MSRV的表达模式环境与其他研究不一致[100],[108]有趣的是，syncytin-1-阴性/MSRV环境-来自MS患者的阳性PBMC显示MSRV Env糖蛋白表达，尽管其抗体不能区分MSRV环境和syncytin-1[100]。必须提高抗12-核苷酸插入的抗体，以在蛋白质水平区分这两种。MSRV Env蛋白在PBMC中的表达是否与其在大脑中的表达相一致尚待证实。然而，这些研究表明，定量测定血浆中HERV-W病毒载量的分析可以作为MS的预后工具。

MS患者表现出合胞素-1蛋白水平增强，尤其是在星形胶质细胞中，其表达导致一些内质网应激伴侣的诱导[135]其中一个伴侣是古老的星形胶质细胞特异性诱导物质（OASIS），它可以增强诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达。iNOS的表达已在MS病变中得到证实，尤其是在星形胶质细胞中，并且是MS的主要致病特征[136]星形胶质细胞合胞素-1表达增加导致自由基的诱导[102]CNS的髓磷脂生成细胞，即少突胶质细胞，特别容易受到自由基介导的损伤，因为这种细胞类型中的抗氧化剂水平可能较低[137]脱髓鞘小鼠模型显示少突胶质细胞丢失和髓鞘形成[102]在合胞素-1转基因小鼠胼胝体中植入TNF-α不仅会导致内质网应激，而且会导致髓鞘蛋白CNPase和少突胶质细胞的丢失[135].

几种病毒，如单纯疱疹病毒[138]，流感病毒[139]以及TNF-α等细胞因子[133]能够诱导合胞素-1的表达。这种HERV包膜糖蛋白可能在内质网（ER）中被错误折叠，因为它能够诱导伴侣，伴侣的主要功能是纠正错误折叠的蛋白质并实现细胞内稳态。逆转录病毒可以诱导内质网应激反应；已知MuLV的包膜蛋白上调GRP78/BiP，以保护细胞免受凋亡[140]然而，当内质网应激延长时，一些伴侣持续存在并与启动子元件结合，导致改变细胞功能的基因转录。由于合胞素-1表达而经历内质网应激的星形胶质细胞通过OASIS介导的iNOS诱导释放自由基。如轴突损伤、少突胶质细胞的死亡和损伤所证明的，自由基是多发性硬化症的大部分病理原因。使用抑制剂阻断iNOS，或使用许多天然化合物（例如阿魏酸）中的成分清除自由基，可抑制培养神经细胞和小鼠模型中合胞素-1介导的损伤[102]可以认为，抑制iNOS并不一定会减少MS中的损伤，因为iNOS作为自由基除了其致病特性外，还具有营养作用[141]重要的是，合胞素-1的过度表达仅限于MS患者的脑实质，这就排除了其作为临床生物标记物的用途[108],[134],[142].

3.2. HERV-W及其受体

当外源性逆转录病毒通过与同源受体结合进入体细胞时，HERV驻留在基因组内并以孟德尔方式遗传。然而，已知HERV蛋白，尤其是合胞素-1，可以结合细胞表面蛋白，如ASCT1和-2，它们是中性氨基酸转运蛋白[143]合胞素-1蛋白还保留了与D型逆转录病毒受体相互作用的能力[67],[143]并能使假型逆转录病毒颗粒具有传染性[144]广泛分布的逆转录病毒干扰群包括猫内源性病毒（RD114）、狒狒内源性病毒、HERV-W和D型灵长类逆转录病毒，使用人类钠依赖性中性氨基酸转运体1型和2型（hASCT1；基因名，SLC1A4和hASCT2；基因名称，SLC1A5）作为细胞表面受体。ASCT1和-2已被确定为合胞素-1的假定受体[143]; 事实上，ASCT1主要在脑星形胶质细胞上表达[145]ASCT1的syncytin-1结合导致ASCT1抑制[146]合胞素-1假型病毒能够感染星形胶质细胞和巨噬细胞，但不能感染神经元[135]一些HERV仍然具有感染性逆转录病毒的功能，这种功能可能已被宿主转移到其自身。根据HERV的共生作用，已经证明合胞素-1是一种高度融合的糖蛋白，在胎盘中特异表达，可以介导细胞-细胞融合体外 [147].

逆转录病毒受体干扰或下调源自病毒与受体之间的直接相互作用或通过间接（细胞内）机制，如通过氧化还原介导的受体调节[148]合胞素-1、ASCT1和2的受体在大多数细胞类型上广泛表达[143].成人大脑中ASCT2丰度较低[149]最近在人脑中对ASCT2免疫染色的观察代表了其主要在小胶质细胞中表达的首次报道[135]在小鼠大脑中，ASCT1主要表达于大脑皮层和胼胝体中GFAP阳性的星形胶质细胞，但不表达于神经元、少突胶质细胞或活化/静止的小胶质细胞[150]类似于对人脑白质的观察。有趣的是，在内质网池周围观察到微弱的ASCT1标记，表明其细胞内转运途径或ASCT1可能在细胞质和内质网腔之间的离子交换中起作用[150]经7-酮胆甾醇（髓磷脂的副产物）处理的胶质细胞中，ASCT1也被发现显著下调，而髓磷脂被氧化应激（MS的一个关键特征）损伤[151]多发性硬化症患者星形胶质细胞中ASCT1的表达减少似乎对少突胶质细胞以及其他邻近细胞的健康和功能有不利影响。ASCT1是参与L-丝氨酸分泌的主要运输系统[152]，一种有效的星形胶质细胞衍生神经营养因子[150]对髓鞘形成至关重要[153]和神经元存活[154]相反，ASCT1也负责调节兴奋性氨基酸半胱氨酸的细胞内转运[154]，防止其细胞外积聚。胎盘中还观察到合胞素-1与其假定受体ASCT1之间的相互作用，以及氨基酸内流减少[155]在出生后的第二周，观察到小鼠脑毛细血管中ASCT1表达的下调，推测这是由于循环对小中性氨基酸的需求降低或局部神经胶质细胞合成增加所致[150]这些结果表明ASCT1下调具有高度特异性的作用，因为另一种星形细胞氨基酸转运蛋白EAAT1[156]，不受合胞素-1暴露的影响[135]事实上，这一发现支持了早期的研究，这些研究表明，合胞素-1对少突胶质细胞的作用并不依赖于谷氨酸受体NMDA-R或AMPA-R[102].

为了研究星形胶质细胞中ASCT1抑制的机制，假设硝酸（NO）可能发挥作用，因为已知NO供体调节ASCT2的表达[157]此外，使用NO供体的理由是合胞素-1介导NO生成和过氧亚硝酸盐的形成[102]已知这两种物质都会引起内质网应激[158]硝普钠（SNP）是一种NO供体，可降低星形胶质细胞中ASCT1的表达，但也可诱导神经细胞中ASCT的抑制蛋白Egr1[159],[160]值得注意的是，Egr1抑制TNF-α[161]，由于这种促炎细胞因子的保护性质，它可能对MS产生致病性后果[162].Bcl-2诱导的Egr1 DNA结合活性与少突胶质细胞死亡相关[163]MS患者脑损伤中iNOS和Egr1显著增强[164]随着ASCT1的同时下调，Egr1可能在MS神经病变中发挥潜在作用。建立了一种MS转基因小鼠模型，在GFAP启动子下的星形胶质细胞中表达合胞素-1。事实上，合胞素-1转基因小鼠表现出类似MS的神经行为特征。在TNF-α植入后，在转基因小鼠中观察到T细胞（CD3免疫阳性）浸润到胼胝体，这表明神经炎症的适应性免疫成分在该模型中被激活。当合胞蛋白-1在人类星形胶质细胞中过度表达时，合胞体发育[135]该报告重述了MS患者斑块中偶尔发现的多核（合胞体）星形胶质细胞[165]ASCT1通过合胞素-1参与或IL-1β治疗导致其表达受到抑制，尽管这种减少可能发生的机制尚不明确[146]有趣的是，在syncytin-1转基因小鼠中ASCT1也被抑制[135]MS脑白质中ASCT1的下调对少突胶质细胞和神经元的存活具有重要意义，因为星形胶质细胞上的ASCT1负责L-丝氨酸的输出，而L-丝氨酸可以作为一种神经营养因子[154].星形胶质细胞是中枢神经系统中L-丝氨酸的主要来源[154]表达ASCT1的主要细胞类型[150]L-丝氨酸生物合成在多种细胞反应中起着重要作用，尤其是在大脑中，因为L-丝氨酸是重要代谢物的前体，如核苷酸、磷脂和神经递质、L-甘氨酸和D-丝氨酸。丝氨酸-甘氨酸代谢紊乱与N个-甲基-d日-天冬氨酸受体活化也可能在MS发病机制中起作用[166]有趣的是，由于缺乏3-磷酸甘油酸脱氢酶，L-丝氨酸生物合成被破坏，导致髓鞘发育不良、癫痫发作和精神运动迟缓[167]早期数据表明，用ASCT1阻滞剂苄基丝氨酸治疗星形胶质细胞可介导少突胶质细胞的损伤和死亡[135]事实上，合胞素-1介导其细胞毒性作用的潜在机制似乎涉及激活中枢神经系统中的未折叠蛋白反应（UPR），导致内质网应激，从而导致炎症和细胞存活改变[168](图3).

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图3

多发性硬化症中Syncytin-1介导的神经病变。炎症诱导星形胶质细胞（和小胶质细胞）中合胞素-1的表达，导致细胞因子和自由基的释放，以及与神经发生有关的氨基酸运输的改变，包括L和D丝氨酸、半胱氨酸，这是由于星形胶质细胞上ASCT1表达的改变，损伤少突胶质细胞导致脱髓鞘和轴突损伤。

3.3. 未折叠蛋白反应（UPR）和内质网应激

内质网有三个基本功能：（1）蛋白质合成，（2）蛋白质折叠和（3）钙储存[169],[170]当蛋白质被正确折叠时，它们被送到高尔基体进行蛋白质运输[170]然而，当内质网中未折叠或错误折叠的蛋白质水平过高而无法发挥有效的内质网功能时，可以激活细胞对这种情况的四种反应机制，统称为未折叠蛋白质反应（UPR）[170]UPR的第一个机制是增加ER伴侣的表达，以提高ER中正确蛋白质折叠的速率[170]如果这种机制失效，第二种UPR机制是翻译衰减，它会降低蛋白质在内质网中的合成速率，从而降低蛋白质在内质网中积累的速率[170]如果这两种机制不成功，则第三种UPR机制是ER相关降解（ERAD）[170],[171]在ERAD过程中，蛋白质被标记并从内质网逆转录到细胞质中，在细胞质中通过泛素-蛋白质体途径降解[171]然而，如果ERAD失败，未折叠蛋白聚集并导致第四种也是最后一种UPR机制：内质网应激[170]内质网应激可导致细胞凋亡、氧化应激和炎症[170],[172]有3种主要的内质网应激传感器：PERK（类PRKR内质网激酶）、IRE-1（肌醇需求酶-1）和ATF-6（激活转录因子6）[173],[174](表3). PERK是一种蛋白激酶，在内质网应激时被激活；它在内质网应激中的作用是磷酸化eIF-2α并停止翻译[169],[175].IRE-1型具有激酶和核糖核酸内切酶活性；然而，它在内质网应激中的主要功能是在早熟转录物中切割26-bp内含子XBP-1型（X-box结合蛋白1）[172],[175]第三个内质网应激传感器ATF6是一种转录因子，具有一个基本区域和一个亮氨酸拉链基序，它在内质网胁迫中的主要作用是增强内质网伴侣的转录[172],[173]在没有内质网应激的情况下，这3个内质网压力传感器与结合免疫原蛋白（BIP）结合，并以极低水平表达[174]这三种传感器的主要控制物BiP是一种内质网葡萄糖调节伴侣，在内质网应激中起主要作用[171],[172],[173]当内质网应激（由蛋白质积累和其他3种不饱和蛋白反应机制的失效引起）时，BIP与三个内质网压力传感器分离，每一个都激活自己独特的一组通路[174](图4).

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图4

哺乳动物内质网应激机制。在没有内质网应激的情况下，BiP与所有3种内质网应力级联引发剂（PERK、IRE1和ATF6）结合。当内质网应激发生时，BiP从内质网级联启动子中分离出来，并与未折叠和错误折叠的蛋白质结合。PERK是一种磷酸化EIF2α的激酶，导致ATF4的易位并最终激活CHOP启动子。内切酶IRE1将XBP1前mRNA拼接到其成熟的转录物变体中，并导致CHOP的诱导。ATF6是一种转录因子，在转位到细胞核之前被切割两次，以增强CHOP和ER伴侣基因的转录。此外，内质网应激可通过氧化应激间接导致iNOS增加和促炎细胞因子的产生。

在与BiP分离后，PERK将磷酸化eIF-2α以减弱翻译，从而磷酸化eIF-2α从而使其失活[172]真核生物翻译起始因子（eIF-2α）的α亚单位)参与ER中蛋白质翻译的启动[172]磷酸化eIF-2α将增强ATF4等转录因子或CHOP等伴侣蛋白的特异mRNA翻译，从而激活抗氧化基因的转录并刺激ERAD组分基因的表达[170],[176]NF-κB是一种关键的转录调节因子，一旦进入细胞核，它就会激活几个炎症基因的转录[172]IκB是核因子-κB的抑制剂，其半衰期比NF-κB短，因此，eIF-2α磷酸化导致翻译的整体衰减导致NF-κ·B从Iκ-B分离并转移到细胞核中，在细胞核中它是炎症基因的关键转录调节器[172]ROS产生酶（如iNOS）的表达增加以及CNS中细胞因子的产生增加可能有助于神经炎的神经病理学[172],[177].

什么时候？IRE-1型，第二个主要内质网应激传感器，与BiP分离，它将在早熟的XBP公司-1份转录本并生成一份成熟的XBP-1型成绩单[174].XBP-1是内质网应激的转录调节器，也在MHC II类调节中发挥作用[172],[173],[178].XBP-1型然后转移到细胞核并激活ER伴侣的转录[170]当IRE-1与TRAF2形成复合物时，它也可以激活NF-κB，这将在下一节（24）中讨论。第三个主要的内质网应激传感器ATF-6是一种转录因子，它被蛋白酶SP1和SP2切割，然后易位到细胞核中，激活内质网伴侣基因的转录[174].

最近的研究表明，内质网应激与炎症有关，特别是先天免疫的全身炎症成分，称为急性期反应[172]与ATF6同源的膜结合转录因子家族成员包括CREBH、Luman和OASIS[179]CREBH是一种肝细胞特异性bZip转录因子，属于环AMP反应元件结合蛋白转录因子（CREB/ATF）家族，需要蛋白水解才能激活。有趣的是，促炎细胞因子诱导并裂解CREBH，其调节C反应蛋白（CRP）和血清淀粉样蛋白组分（SAP），这些与多种病理学有关[172]包括MS，这些蛋白质在血清中的水平增加[180].CRP能结合并激活单核细胞/巨噬细胞[181]而SAP在白细胞粘附中起重要作用[182].

3.4. 内质网应激与病毒性疾病

哺乳动物细胞的病毒感染引起细胞反应，如内质网应激和干扰素反应[183]病毒已经进化出机制来挑战这些限制/抑制病毒复制的反应。内质网是病毒复制和成熟的重要细胞器，在生产性感染过程中，受感染细胞合成大量病毒蛋白，未折叠或错误折叠的蛋白激活内质网应激反应[183]一些病毒蛋白在感染期间触发Grp78/BiP表达，这反过来又与病毒糖蛋白的折叠中间产物短暂相关。这种结合促进了病毒蛋白在成熟过程中的折叠或组装[183]丙型肝炎复制刺激ATF6途径，但抑制IRE1-XBP1途径[184]这种效应有利于病毒蛋白的翻译。Grp78/BiP水平增加，可能受到病毒复制的刺激。巨细胞病毒感染在早期短暂诱导Grp78/BiP，但在后期恢复到基础水平。这与UPR其他标记物的表达一致。早期Grp78/BiP增加通过与PERK、ATF6和IRE1相互作用抑制应激反应。因此，该病毒似乎诱导Grp78/BiP以控制内质网应激[183].

Caspase-12是一种启动子Caspase，在感染细胞中从内质网转导死亡信号所需，被几种病毒激活，在Caspase-8和-3激活之前发病[185]多种病毒通过激活GADD153/CHOP诱导内质网应激介导的细胞凋亡。病毒感染激活p38 MAPK通路，然后作用于GADD153/CHOP，启动感染细胞的凋亡。包括非洲猪瘟病毒在内的几种病毒通过调节尚未鉴定的蛋白质，阻断GADD153/CHOP的表达[183]然而，目前尚不清楚为什么一些病毒会促进ER介导的细胞凋亡。一些对嗜神经性鼠逆转录病毒的研究报告了炎症和内质网应激相关基因的诱导[186]此外，内质网应激与逆转录病毒表达的单个包膜蛋白特异性相关。一种对温度敏感的神经毒力突变体(ts秒1） Moloney小鼠白血病病毒（MoMuLV）[187]在环境具有杀死T细胞和运动神经元能力的基因，导致进行性海绵状脑病[187]神经退行性变可能是由于神经胶质细胞支持的丧失和邻近组织TNF-α、IL-1β和NO的释放ts1号机组-感染的胶质细胞[187]神经元显示凋亡、空泡化和包涵体。对致病机制的解释揭示了内质网应激在神经元死亡中的作用。TNF-α或NO诱导内质网释放Ca²⁺通过凋亡激活内质网应激信号通路和细胞死亡。

神经毒力小鼠逆转录病毒感染ts秒1，与PERK和eIF2α的磷酸化有关([186]在晚期，Grp78/Bip的水平可能不足以保护神经元免受与神经毒性小鼠逆转录病毒FrCasBr相关的内质网应激^E类和MoMuLVts1号机组感染。在感染小鼠中，神经元而非星形胶质细胞显示ER应激相关基因水平增加，导致ER相关caspase-12激活，随后caspase-3裂解。应激神经元也表现出[Ca增加²⁺]_我-介导的钙调蛋白（CaM）激酶IIα磷酸化。自ts1型感染胶质细胞而不是神经元，这是神经元死亡的一种间接机制，可能是受感染胶质细胞的神经毒素引起的与NMDA受体激活相关的谷氨酸兴奋性毒性，可能导致神经退行性变[187]无毒逆转录病毒株F43的包膜蛋白与Grp78/BiP结合，并通过正常分泌途径进行处理。相反，FrCasBr的包膜蛋白^E类与Grp78/BiP结合较长时间后保留在ER中并转移到蛋白酶体中进行降解[186].MoMuLV公司ts1号机组-感染的星形胶质细胞在神经元中诱导GADD153/CHOP，但在星形胶质细胞中不诱导[187],[188]经脂多糖处理后，GADD153/CHOP和Grp78/BiP以及iNOS在p53缺陷的小胶质细胞中诱导凋亡[189]或IFN-γ，提示p53非依赖性NO诱导小胶质细胞凋亡机制[190].两个FrCasBr^E类和ts1号机组菌株诱导蛋白质错误折叠疾病，因为Grp78/BiP与疏水残基结合，试图阻止错误折叠蛋白质的蛋白质聚集，从而激活UPR。我们已经证明，复制能力强的猫免疫缺陷病毒（FIV）对于诱导猫巨噬细胞和体内然而，仅仅暴露和/或表达FIV包膜蛋白不足以诱导内质网应激反应[191]如前所述，内质网应激可通过激活NF-κB激活炎症。类似地，TRAF2（（TNF-α）-受体相关因子2）可以与IRE-1α形成复合物，也可以通过磷酸化级联激活炎症基因[172].TNF-α是一种破坏BBB并导致神经炎症的细胞因子[172],[192].IRE-1α-TRAF2复合物可磷酸化JNK(JUN N末端激酶），磷酸化AP1（转录因子激活蛋白1）[172]与NF-κB类似，磷酸化AP1可以转位到细胞核并激活炎症基因的转录[172].

Lin等人最近的一项研究[193]检查了内质网应激与脱髓鞘疾病的关系。干扰素（IFN）-γ是T细胞激活过程中诱导的细胞因子，可能通过引起少突胶质细胞（ODC）凋亡而参与脱髓鞘疾病[193]Lin等人[193]处理大鼠ODCs 48小时，并用胱天蛋白酶激活和内质网应激转录水平检测其生存能力。通过用CNPase和TUNEL双重标记大鼠ODC，可以特异性地显示ODC中的凋亡。经干扰素-γ处理48小时的ODC在双重标记（CNPase和TUNEL）中显著高于未经处理的ODC[193]与未经处理的ODC相比，经IFN-γ处理48小时的ODC裂解物中的Caspase-3活性测定显著升高[193]与未磷酸化形式的eIF-2α的Western blot相比，经IFN-γ处理48小时的ODC衍生的磷酸化形式eIF-2β的westernblot显示出比未经处理的ODC更强烈的免疫反应带[193]同样在同一研究中，用IFN-γ治疗48小时的大鼠ODC增加商业保险,CHOP（GADD153）和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-12与未经治疗的ODCs相比的相对转录水平[193]这些发现表明内质网应激可能在IFN-γ诱导的ODC凋亡中起作用。γ-干扰素诱导的ODC凋亡可能与神经炎症的发病机制有关[192].

作者感谢克里斯塔·内尔斯（Krista Nelles）在手稿准备方面的帮助，感谢法希德·努巴赫什（Farshid Noorbakhsh）博士的有益讨论。JMA拥有麦克劳林分子医学中心和安大略省研究与创新部的研究金。AD持有女王伊丽莎白二世学生身份。CP是AHFMR高级学者，并担任加拿大神经感染和免疫研究主席。