Endosomal proteolysis of the Ebola virus glycoprotein is necessary for infection

Science, Vol. 308, 1643-1645, 2005

演講人：劉蓉燕

講評者：陳舜華老師

摘要：

伊波拉病毒會感染人類及靈長類動物造成嚴重的出血熱疾病，並且死亡率非常的高，但是到目前為止沒有有效的疫苗與治療方法來對抗此病毒，而作者他們之前觀察到伊波拉病毒感染細胞會受到酸性環境的影響，但是酸性環境又不會使伊波拉病毒外套膜上的醣蛋白（glycoprotein）與細胞的細胞膜產生融合（fusion）作用而使病毒進入到細胞內，所以作者推測伊波拉病毒進入細胞或許是要藉由細胞內的某種物質，而這個物質會受到酸性環境的影響。首先作者利用針對內小體（endosome）內各種酵素抑制劑去處理細胞，發現說cysteine inhibitor會降低病毒感染細胞的能力，之後更發現說如果去抑制細胞內cathepsin B這個（CatB）cysteine酵素會使病毒幾乎沒有辦法感染細胞，而且另一個也是cysteine酵素-cathepsin L（CatL）對於病毒的進入雖然並不是絕對必要，但是在和CatB的共同作用下卻可以幫助病毒進細胞。接下來作者再分別用CatB和CatL酵素分別去處理病毒去看這兩個酵素在伊波拉病毒感染細胞這個過程中所扮演的角色，結果就看到CatB和CatL都會水解伊波拉病毒的醣蛋白到18kD左右，並且這個18k的片段依然還附著在病毒顆粒上並且病毒也依然具有感染能力，但是如果再利用CatB，CatL則不行，去處理這個病毒則會使18k的醣蛋白被更進一步被水解而脫離病毒顆粒並且使病毒不再具有感染細胞的能力。所以作者也推論這是由於CatB在細胞外的進一步水解病毒的醣蛋白這個動作使得病毒的融合機制（fusion machinery）在不正確的地方先被啟動了，所以使得病毒不再具有感染細胞的能力，而且由以上的結果也可以知道說伊波拉病毒必須要有CatB這個酵素才能進入細胞，而且這是由於CatB水解掉伊波拉病毒醣蛋白上的某個片段而使得負責融合功能的片段可以和宿主細胞膜作用使得伊波拉病毒可以進入細胞，所以在未來治療伊波拉疾病方面也或許可以給病人這類酵素的抑制劑來達到治療伊波拉疾病的效果。

文獻：

1.        W. Weissenhorn, A. Carfi, K. H. Lee, et al. Crystal structure of the Ebola virus membrane fusion subunit, GP2, from the envelope glycoprotein ectodomain. Mol. Cell 2, 605, 1998.

2.        K. Chandran, N. J. Sullivan, U. Felbor, et al. Endosomal proteolysis of the Ebola virus glycoprotein is necessary for infection. Science 308, 1643, 2005.