Office of Academic Resources
Chulalongkorn University
Chulalongkorn University

Home / Help

TitleIdentification of H5N1 virus binding protein(s) on neuronal membrane using proteomic-based approaches / Voravasa Chaiworakul = การวิเคราะห์หาโปรตีนตัวรับบนผิวเซลล์ประสาทที่มีปฏิสัมพันธ์กับเชื้อไวรัส H5N1 โดยเทคนิคทางโปรตีโอมิกส์
Author วรวสา ชัยวรกุล
Imprint 2011
Connect tohttp://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/28318
Descript xxi, 149 leaves : ill

SUMMARY

Viral CNS infection is thought to occur by means of direct neuronal transmission of the virus pathogen. Virus-induced model of post-encephalitic Parkinsonism has been reported following infection with Japanese encephalitis virus (JEV) and a neurotropic influenza virus including H5N1. This study answers several fundamental questions about the susceptibility of the different target brain cells, especially neuron and glia to the well known (JEV) and less known (H5N1) neurotropic virus infection. A parallel study on JEV infection was performed to examine the involvement of microglial cells upon virus infection. It was found that JEV could replicate effectively in microglial cells and during the first 10 h of infection, the infectious progeny is released with high titers resulting in induction of apoptosis but not trigger nitric oxide production. Moreover, microglial cells are able to be persistently infected with JEV for at least 16 week. The persistently JEV-infected microglia also was able to infect neuroblastoma cells. In this part concluded that microglia can serve as a reservoir for JEV infection. Notably, neurotropism of the H5N1 virus has been documented in mammals. In human, H5N1 viruses could disseminate to several organs including brain. In literature, it has been reported that H5N1 virus can be predominantly detected in the dopaminergic neurons of the post-encephalitic parkinsonism model. Moreover, several reports have been proposed that influenza viruses are able to infect the desialylated cells, either directly or in a multistage process. Despite a number of studies, no study has ever been done to identify the H5N1 binding protein(s) on neuronal membrane. Hence, the aim of this study was to determine the human dopaminergic SH-SY5Y cells permissiveness to support the A/Thailand/NK165/05 (H5N1) virus infection and to identify the virus binding protein(s) using 1D-VOPBA, followed by LC-MS/MS applied. In this study showed that NK165 virus antigens could be strongly detected in cytoplasm of the infected cells with progress rapidly in cytopathology of nearly every cell in the monolayers. In a kinetic study demonstrated that the NK165 virus progeny was efficiently produced in SH-SY5Y cells and reached to maximum titers with the entire infected cells were destroyed. The results showed that there was a specific correlation between the degree of cytopathological changes, the increasing of virus antigens and virus production. Mass spectrometry identified the candidate NK165 virus binding proteins to be RACK1 and prohibitin. Although both proteins were unable to inhibit NK165 virus infection on SH-SY5Y cells but a small decrease of virus antigens was able to observe. The co-localization of RACK1 protein and virus antigens was detected in cytoplasm of the infected cells. In contrast, no prohibitin-specific signals can be seen in the infected cells. The results in this study indicated that, SH-SY5Y cells are highly permissive to NK165 virus infection. It is also possible that both RACK1 and prohibitin may be involved in H5N1 virus internalization and infection in human dopaminergic neuronal cells. While the exact mechanism of both proteins to H5N1 virus infection is not clear, the further study should be done to clarify the role of these proteins in mediating H5N1 virus entry on human neurons.
การติดเชื้อไวรัสในระบบประสาทส่วนกลางนั้นเกิดจากการติดเชื้อได้โดยตรงในเซลล์ประสาทสมอง และมีรายงานการศึกษาการเกิดสมองอักเสบภายหลังจากการเกิดกลุ่มอาการพาร์กินโซนิซึม โดยมีไวรัสเป็นตัวกระตุ้นโดยใช้เชื้อไวรัสไข้สมองอักเสบเจอี และเชื้อไวรัสไข้หวัดใหญ่ที่สามารถติดเชื้อได้ในระบบประสาทรวมถึงเชื้อไวรัส H5N1 เป็นโมเดลในการศึกษาอีกด้วย โดยในการศึกษาครั้งนี้จะสามารถตอบคำถามได้ถึงความไวต่อการติดเชื้อไวรัสของเซลล์ในระบบประสาทโดยเฉพาะในเซลล์ประสาท และเซลล์เกลียต่อการถูกติดเชื้อไวรัสไข้สมองอักเสบเจอี และเชื้อไวรัส H5N1 ที่สามารถก่อให้เกิดโรคทางระบบประสาท โดยมีการศึกษาถึงความสัมพันธ์ระหว่างเชื้อไวรัสไข้สมองอักเสบเจอีกับเซลล์ไมโครเกลีย กับการศึกษาการติดเชื้อไวรัส H5N1ในเซลล์ประสาทควบคู่กันไป ซึ่งจากผลการศึกษาพบว่าเชื้อไวรัสไข้สมองอักเสบเจอีสามารถติดเชื้อในเซลล์ไมโครเกลียได้อย่างมีประสิทธิภาพ และภายใน 10 ชม. แรกของการติดเชื้อ อนุภาคของเชื้อไวรัสจะถูกผลิตออกมามากที่สุดซึ่งมีผลทำให้เซลล์เกิดการตายแบบ Apoptosis แต่ไม่พบว่ามีการกระตุ้นให้เซลล์หลั่ง Nitric oxide นอกจากนี้ยังพบว่าเชื้อไวรัสไข้สมองอักเสบเจอีสามารถติดเชื้อแบบคงอยู่ในเซลล์ไมโครเกลียได้เป็นระยะเวลานานอย่างน้อย 16 สัปดาห์
นอกจากนี้เชื้อไวรัสที่ถูกผลิตออกมาจากเซลล์ที่ติดเชื้อแบบคงอยู่ยังมีความสามารถในการติดเชื้อเซลล์ประสาทต่อไปได้อีกด้วย ซึ่งจากผลการศึกษาการติดเชื้อไวรัสไข้สมองอักเสบเจอีนี้สรุปได้ว่า เซลล์ไมโครเกลียเป็นเซลล์ที่มีความสามารถในการเป็นแหล่งรวมเชื้อไวรัสไข้สมองอีกเสบเจอีได้ อย่างไรก็ตามที่สำคัญได้มีรายงานถึงความจำเพาะต่อการติดเชื้อไวรัสในระบบประสาทของเชื้อไวรัส H5N1 ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สำหรับในมนุษย์เชื้อไวรัส H5N1 สามารถแพร่กระจายไปยังอวัยวะอื่นๆ รวมทั้งสมองได้อีกด้วย จากงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้พบว่าสามารถตรวจพบเชื้อไวรัส H5N1 ได้ภายในเซลล์ประสาทโดปามีน ซึ่งเป็นเซลล์หลักในโมเดลการศึกษาการเกิดสมองอักเสบ ภายหลังจากการเกิดกลุ่มอาการพาร์กินโซนิซึมโดยมีไวรัสเป็นตัวกระตุ้น นอกจากนี้ยังมีรายงานว่าเชื้อไวรัสไข้หวัดใหญ่สามารถเข้าสู่เซลล์ที่ติดเชื้อได้ แม้ว่าจะไม่มีกรดไซอะลิคบนผิวเซลล์ ซึ่งการเข้าสู่เซลล์ของเชื้อไวรัสนี้อาจเข้าได้โดยตรงหรืออาจจะผ่านกระบวนการเข้าเซลล์ได้หลายขั้นตอน อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาใดได้เคยวิเคราะห์หาโปรตีนตัวรับที่มีปฏิสัมพันธ์กับเชื้อไวรัส H5N1บนผิวของเซลล์ประสาท ดังนั้นวัตถุประสงค์ในการศึกษาครั้งนี้เพื่อศึกษาความสามารถที่จะเป็นเซลล์เจ้าบ้านของเซลล์ประสาทโดปามีนของมนุษย์ต่อการติดเชื้อไวรัส NK165 ซึ่งเป็นสายพันธุ์หนึ่งของเชื้อไวรัส H5N1 และวิเคราะห์หาโปรตีนตัวรับบนผิวเซลล์โดยใช้เทคนิค 1D-VOPBA และวิเคราะห์ผลด้วย LC-MS/MS ซึ่งจากผลการศึกษาสามารถตรวจพบเชื้อไวรัส NK165 ได้ในไซโทพลาสมของเซลล์ที่ติดเชื้อ พร้อมกับพบการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางพยาธิสภาพของเซลล์ที่ถูกติดเชื้อในเกือบทุกเซลล์ และจากการศึกษาการเจริญของเชื้อไวรัสในเซลล์ที่ถูกติดเชื้อ พบว่าอนุภาคของเชื้อไวรัส NK165 ถูกผลิตจากเซลล์ SH-SY5Y ได้โดยที่เมื่อมีปริมาณของเชื้อไวรัสที่ถูกผลิตออกมาสูงที่สุดจะพบว่า เซลล์ที่ถูกติดเชื้อทุกเซลล์ตายทั้งหมด จากผลการศึกษานี้มีแนวโน้มที่เป็นไปในทางเดียวกันระหว่างการเกิดการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิสภาพของเซลล์ที่ถูกติดเชื้อ และการตรวจพบแอนติเจนของเชื้อไวรัส พร้อมกับพบอนุภาคของเชื้อไวรัสที่ถูกผลิตออกมาเพิ่มมากขึ้นด้วย และจากการวิเคราะห์หาโปรตีนตัวรับที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างจำเพาะกับเชื้อไวรัส NK165
พบว่าโปรตีนที่ถูกวิเคราะห์ได้คือ RACK1 และ prohibitin และแม้ว่าทั้งโปรตีน RACK1 และ prohibitin นั้นจะไม่สามารถยับยั้งการติดเชื้อไวรัส NK165 ในเซลล์ SH-SY5Y ได้ แต่ก็พบว่าปริมาณของเชื้อไวรัสได้ลดลงเล็กน้อยในเซลล์ที่ถูกติดเชื้อ นอกจากนี้ยังสามารถตรวจพบโปรตีน RACK1 และเชื้อไวรัสในไซโทพลาสมของเซลล์ที่ถูกติดเชื้อได้ แต่ในทางตรงกันข้ามกลับไม่สามารถตรวจพบโปรตีน prohibitin ในเซลล์ที่ถูกติดเชื้อ แต่เนื่องจากยังไม่พบความชัดเจนของกลไกการทำงานที่แท้จริงของโปรตีน prohibitin ต่อการติดเชื้อไวรัส NK165 จากการศึกษาครั้งนี้ได้แสดงให้เห็นว่า เซลล์ SH-SY5Y มีความสามารถที่จะเป็นเซลล์เจ้าบ้านสำหรับเชื้อไวรัส NK165 ได้เป็นอย่างดี อีกทั้งยังพบว่า RACK1 และ prohibitin อาจเป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการเข้าเซลล์และการติดเชื้อไวรัส H5N1 ในเซลล์ประสาทโดปามีนของมนุษย์ อย่างไรก็ตามจำเป็นที่จะต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อแสดงให้เห็นถึงบทบาทที่ชัดเจนของโปรตีน prohibitin ต่อการเข้าสู่เซลล์ประสาทมนุษย์ของเชื้อไวรัส H5N1


Virus diseases Central nervous system Japanese B encephalitis Proteomics โรคเกิดจากไวรัส ระบบประสาทส่วนกลาง ไข้สมองอักเสบ โปรตีโอมิกส์ ปริญญาดุษฎีบัณฑิต



Location



Office of Academic Resources, Chulalongkorn University, Phayathai Rd. Pathumwan Bangkok 10330 Thailand

Contact Us

Tel. 0-2218-2929,
0-2218-2927 (Library Service)
0-2218-2903 (Administrative Division)
Fax. 0-2215-3617, 0-2218-2907

Social Network

  line

facebook   instragram