《病毒與宿主細(xì)胞：互動關(guān)系》課件

病毒與宿主細(xì)胞：互動關(guān)系病毒是地球上數(shù)量最多的生物實(shí)體，其與宿主細(xì)胞的復(fù)雜互動關(guān)系，決定著人類健康和疾病的命運(yùn)。什么是病毒？非細(xì)胞生物病毒不是完整的細(xì)胞，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無法獨(dú)立生存，必須依賴宿主細(xì)胞才能復(fù)制和繁殖。遺傳物質(zhì)病毒含有遺傳物質(zhì)，可以是DNA或RNA，這些遺傳物質(zhì)包含病毒的遺傳信息，指導(dǎo)病毒的復(fù)制和繁殖。蛋白質(zhì)外殼病毒具有蛋白質(zhì)外殼，包裹著遺傳物質(zhì)，保護(hù)遺傳物質(zhì)免受外界環(huán)境的破壞，并幫助病毒識別和入侵宿主細(xì)胞。病毒的基本結(jié)構(gòu)和成分核酸：包含病毒的遺傳信息，指導(dǎo)病毒復(fù)制和繁殖。蛋白質(zhì)外殼：包裹著核酸，保護(hù)核酸，并幫助病毒識別和入侵宿主細(xì)胞。包膜（部分病毒）：包裹著蛋白質(zhì)外殼，幫助病毒更有效地感染宿主細(xì)胞。病毒的繁衍方式吸附病毒通過其表面蛋白與宿主細(xì)胞表面受體結(jié)合，吸附到宿主細(xì)胞上。侵入病毒通過胞吞作用或直接融合進(jìn)入宿主細(xì)胞，將遺傳物質(zhì)釋放到細(xì)胞內(nèi)部。復(fù)制病毒利用宿主細(xì)胞的復(fù)制機(jī)制，合成新的病毒蛋白和核酸。組裝新的病毒蛋白和核酸組裝成新的病毒顆粒。釋放新的病毒顆粒從宿主細(xì)胞中釋放出來，感染新的宿主細(xì)胞。病毒感染細(xì)胞的過程吸附病毒通過其表面蛋白與宿主細(xì)胞表面受體結(jié)合，吸附到宿主細(xì)胞上。侵入病毒通過胞吞作用或直接融合進(jìn)入宿主細(xì)胞，將遺傳物質(zhì)釋放到細(xì)胞內(nèi)部。復(fù)制病毒利用宿主細(xì)胞的復(fù)制機(jī)制，合成新的病毒蛋白和核酸。組裝新的病毒蛋白和核酸組裝成新的病毒顆粒。釋放新的病毒顆粒從宿主細(xì)胞中釋放出來，感染新的宿主細(xì)胞。宿主細(xì)胞的免疫反應(yīng)1識別免疫細(xì)胞通過識別病毒的抗原，感知到病毒感染。2激活免疫細(xì)胞被激活，產(chǎn)生抗病毒因子，如干擾素和抗體。3清除免疫細(xì)胞清除被病毒感染的細(xì)胞，并抑制病毒的復(fù)制。4記憶免疫系統(tǒng)記憶病毒的抗原，以便下次遇到相同病毒時能夠更快地識別和清除。病毒逃避宿主免疫反應(yīng)的機(jī)制抗原變異病毒通過改變其表面蛋白，逃避免疫細(xì)胞的識別。免疫抑制病毒通過分泌免疫抑制因子，抑制宿主免疫細(xì)胞的功能。細(xì)胞凋亡病毒通過誘導(dǎo)宿主細(xì)胞凋亡，逃避免疫細(xì)胞的攻擊。自噬抑制病毒通過抑制自噬過程，逃避宿主細(xì)胞的清除。隱藏病毒通過隱藏在宿主細(xì)胞內(nèi)部，逃避免疫細(xì)胞的識別和清除。病毒致病的主要機(jī)理直接破壞細(xì)胞病毒入侵宿主細(xì)胞后，直接破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。免疫損傷免疫系統(tǒng)過度反應(yīng)，導(dǎo)致組織損傷，甚至引起自身免疫性疾病。病毒毒素一些病毒會產(chǎn)生毒素，對宿主細(xì)胞和組織造成損害。基因整合一些病毒可以將自身基因整合到宿主細(xì)胞的基因組中，導(dǎo)致細(xì)胞癌變。常見病毒性疾病流感由流感病毒引起，癥狀包括發(fā)燒、咳嗽、頭痛、肌肉酸痛等。麻疹由麻疹病毒引起，癥狀包括發(fā)燒、皮疹、咳嗽、流鼻涕等。風(fēng)疹由風(fēng)疹病毒引起，癥狀包括發(fā)燒、皮疹、淋巴結(jié)腫大等。水痘由水痘-帶狀皰疹病毒引起，癥狀包括發(fā)燒、皮疹、瘙癢等。新發(fā)突發(fā)病毒性疾病的特點(diǎn)高傳染性：容易在人群中快速傳播。高致病性：能夠引起嚴(yán)重的疾病，甚至危及生命。高變異性：病毒能夠快速發(fā)生變異，逃避宿主免疫系統(tǒng)的攻擊。缺乏有效治療方法：目前缺乏有效的疫苗和藥物治療手段。新型冠狀病毒感染的特點(diǎn)1234高傳染性通過呼吸道飛沫傳播，接觸感染者或被病毒污染的物品可感染。潛伏期較長潛伏期通常為2-14天，部分患者可無癥狀或癥狀輕微，增加了傳播風(fēng)險。多種臨床表現(xiàn)輕癥患者表現(xiàn)為發(fā)燒、咳嗽、乏力等，重癥患者可出現(xiàn)呼吸困難、肺炎甚至多器官衰竭。存在無癥狀感染者無癥狀感染者不表現(xiàn)出任何癥狀，但可以攜帶病毒并傳播給其他人。病毒與宿主細(xì)胞互作的研究意義1疾病防治了解病毒與宿主細(xì)胞的相互作用，可以開發(fā)更有效的疫苗和抗病毒藥物。2抗病毒策略通過深入研究病毒侵染機(jī)制，我們可以設(shè)計出更有效的抗病毒策略。3生命科學(xué)研究病毒與宿主細(xì)胞的相互作用，是生命科學(xué)研究的重要課題，可以幫助我們更好地了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能。病毒與宿主細(xì)胞關(guān)系研究的主要方法1細(xì)胞培養(yǎng)利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，研究病毒在細(xì)胞中的復(fù)制和傳播。2動物模型利用動物模型，研究病毒在活體動物中的感染和致病機(jī)制。3基因組學(xué)通過基因組學(xué)技術(shù)，研究病毒基因組的結(jié)構(gòu)和功能。4蛋白質(zhì)組學(xué)通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，研究病毒蛋白與宿主細(xì)胞蛋白的相互作用。免疫細(xì)胞與病毒侵染過程巨噬細(xì)胞吞噬并清除被病毒感染的細(xì)胞。樹突狀細(xì)胞捕獲病毒抗原，并將其呈遞給T淋巴細(xì)胞。T淋巴細(xì)胞識別病毒抗原，并殺死被病毒感染的細(xì)胞。B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體，中和病毒，防止其感染新的宿主細(xì)胞。免疫細(xì)胞對病毒感染的反應(yīng)1抗原識別免疫細(xì)胞通過識別病毒的抗原，感知到病毒感染。2細(xì)胞活化免疫細(xì)胞被激活，產(chǎn)生抗病毒因子，如干擾素和抗體。3清除病毒免疫細(xì)胞清除被病毒感染的細(xì)胞，并抑制病毒的復(fù)制。免疫細(xì)胞應(yīng)對病毒感染的機(jī)制吞噬作用細(xì)胞毒性作用抗體中和干擾素分泌病毒對免疫細(xì)胞的逃逸機(jī)制病毒通過干擾免疫信號通路逃逸抑制干擾素信號通路病毒通過阻斷干擾素受體，抑制干擾素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，減弱抗病毒免疫反應(yīng)。干擾T細(xì)胞活化病毒通過抑制T細(xì)胞表面受體的表達(dá)，阻礙T細(xì)胞的活化和增殖，降低細(xì)胞免疫力。病毒通過調(diào)控細(xì)胞凋亡逃逸免疫抑制凋亡病毒通過表達(dá)抗凋亡蛋白，抑制細(xì)胞凋亡，延長病毒在細(xì)胞中的存活時間。誘導(dǎo)凋亡病毒通過激活凋亡信號通路，誘導(dǎo)宿主細(xì)胞凋亡，逃避免疫細(xì)胞的清除。病毒利用細(xì)胞自噬逃避免疫1抑制自噬病毒通過抑制自噬相關(guān)基因的表達(dá)，抑制自噬過程，逃避宿主細(xì)胞的清除。2利用自噬病毒利用自噬過程，獲取宿主細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)病毒的復(fù)制和傳播。病毒誘導(dǎo)細(xì)胞異常分泌逃避免疫細(xì)胞因子風(fēng)暴病毒通過誘導(dǎo)細(xì)胞異常分泌大量細(xì)胞因子，引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴，破壞宿主免疫系統(tǒng)。免疫抑制因子病毒通過誘導(dǎo)細(xì)胞分泌免疫抑制因子，抑制免疫細(xì)胞的功能，逃避免疫系統(tǒng)的清除。病毒利用表達(dá)調(diào)控逃避細(xì)胞免疫表達(dá)調(diào)控病毒通過調(diào)控細(xì)胞蛋白表達(dá)，改變細(xì)胞的免疫表型，逃避免疫細(xì)胞的識別。1免疫逃避病毒通過改變細(xì)胞表面的抗原表達(dá)，逃避免疫細(xì)胞的識別和清除。2免疫抑制病毒通過分泌免疫抑制因子，抑制免疫細(xì)胞的功能，逃避免疫系統(tǒng)的清除。3病毒通過抑制細(xì)胞免疫分子逃逸抑制MHC分子表達(dá)病毒通過抑制MHC分子表達(dá)，降低宿主細(xì)胞的抗原呈遞能力，逃避T細(xì)胞的識別和攻擊。干擾免疫細(xì)胞信號通路病毒通過干擾免疫細(xì)胞的信號通路，抑制免疫細(xì)胞的活化和增殖，降低免疫系統(tǒng)的清除能力。病毒利用分泌免疫抑制因子逃逸抑制抗體生成抑制細(xì)胞免疫誘導(dǎo)免疫耐受病毒如何利用細(xì)胞的代謝通路糖酵解病毒利用細(xì)胞的糖酵解途徑獲取能量，促進(jìn)病毒的復(fù)制和傳播。脂質(zhì)代謝病毒利用細(xì)胞的脂質(zhì)代謝途徑，獲取合成病毒包膜所需的脂類物質(zhì)。氨基酸代謝病毒利用細(xì)胞的氨基酸代謝途徑，獲取合成病毒蛋白所需的氨基酸。病毒通過重塑細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)獲取營養(yǎng)1重塑細(xì)胞膜病毒通過改變細(xì)胞膜的組成和結(jié)構(gòu)，增加細(xì)胞膜的通透性，有利于病毒的入侵和釋放。2獲取營養(yǎng)病毒通過重塑細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，增加細(xì)胞對營養(yǎng)物質(zhì)的攝取，促進(jìn)病毒的復(fù)制和傳播。病毒通過調(diào)控能量代謝獲取ATP激活糖酵解病毒通過激活糖酵解途徑，提高葡萄糖的利用率，為病毒的復(fù)制提供能量。抑制氧化磷酸化病毒通過抑制氧化磷酸化途徑，降低細(xì)胞對氧氣的依賴性，有利于病毒在缺氧環(huán)境中的復(fù)制。病毒通過激活糖酵解逃避細(xì)胞凋亡能量供應(yīng)病毒通過激活糖酵解途徑，提高葡萄糖的利用率，為病毒的復(fù)制提供能量。凋亡抑制糖酵解的產(chǎn)物可以抑制細(xì)胞凋亡，有利于病毒在宿主細(xì)胞中存活和復(fù)制。病毒通過調(diào)控細(xì)胞信號通路擴(kuò)散激活信號通路病毒通過激活細(xì)胞內(nèi)的信號通路，促進(jìn)細(xì)胞的增殖和代謝，有利于病毒的復(fù)制和傳播。1抑制信號通路病毒通過抑制細(xì)胞內(nèi)的信號通路，抑制細(xì)胞的免疫反應(yīng)，逃避宿主免疫系統(tǒng)的清除。2病毒如何利用細(xì)胞的蛋白翻譯系統(tǒng)核糖體利用病毒利用細(xì)胞的核糖體，合成病毒蛋白，從而完成病毒的復(fù)制和組裝。tRNA利用病毒利用細(xì)胞的tRNA，將氨基酸運(yùn)輸?shù)胶颂求w上，參與病毒蛋白的合成。mRNA利用病毒利用細(xì)胞的mRNA，作為模板，合成病毒蛋白，完成病毒的復(fù)制和傳播。病毒如何利用細(xì)胞的核酸復(fù)制系統(tǒng)1DNA復(fù)制病毒利用細(xì)胞的DNA復(fù)制機(jī)制，復(fù)制自身的DNA，完成病毒的基因組復(fù)制。2RNA復(fù)制病毒利用細(xì)胞的RNA復(fù)制機(jī)制，復(fù)制自身的RNA，完成病毒的基因組復(fù)制。3逆轉(zhuǎn)錄一些病毒利用逆轉(zhuǎn)錄酶，將RNA逆轉(zhuǎn)錄成DNA，然后整合到宿主細(xì)胞的基因組中。病毒通過調(diào)控細(xì)胞周期蛋白復(fù)制基因組細(xì)胞周期蛋白病毒通過調(diào)控細(xì)胞周期蛋白的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入S期，為病毒的基因組復(fù)制提供條件?；蚪M復(fù)制在S期，病毒利用細(xì)胞的DNA復(fù)制機(jī)制，復(fù)制自身的基因組。病毒通過插入宿主基因整合自身基因組整合酶病毒利用整合酶，將自身的基因組插入宿主細(xì)胞的基因組中。潛伏感染整合到宿主基因組中的病毒基因，可以長期潛伏，在特定條件下重新激活，引發(fā)疾病。病毒如何利用細(xì)胞分泌機(jī)制釋放新病毒胞吐作用病毒利用細(xì)胞的胞吐作用，將新產(chǎn)生的病毒顆粒釋放到細(xì)胞外，感染新的宿主細(xì)胞。溶細(xì)胞作用一些病毒會破壞宿主細(xì)胞膜，導(dǎo)致宿主細(xì)胞裂解，釋放出大量病毒顆粒。病毒利用細(xì)胞胞外囊泡逃避免疫監(jiān)視胞外囊泡病毒利用細(xì)胞分泌的胞外囊泡，將病毒蛋白和核酸包裹起來，逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。免疫逃避病毒通過胞外囊泡，逃避免疫細(xì)胞的識別和清除，促進(jìn)病毒的傳播。病毒如何通過細(xì)胞間連接轉(zhuǎn)移傳播1細(xì)胞連接病毒利用細(xì)胞間連接，直接將病毒顆粒從一個細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)胞，逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。2傳播效率通過細(xì)胞間連接傳播，病毒可以快速有效地感染新的宿主細(xì)胞，增加病毒的傳播效率。病毒逃避宿主免疫的分子機(jī)制總結(jié)1抗原變異病毒通過改變其表面蛋白，逃避免疫細(xì)胞的識別。2免疫抑制病毒通過分泌免疫抑制因子，抑制宿主免疫細(xì)胞的功能。3細(xì)胞凋亡病毒通過誘導(dǎo)宿主細(xì)胞凋亡，逃避免疫細(xì)胞的攻擊。4自噬抑制病毒通過抑制自噬過程，逃避宿主細(xì)胞的清除。5隱藏病毒通過隱藏在宿主細(xì)胞內(nèi)部，逃避免疫細(xì)胞的識別和清除。宿主細(xì)胞抗病毒防御的分子機(jī)制宿主細(xì)胞固有免疫系統(tǒng)對抗病毒識別病毒宿主細(xì)胞通過模式識別受體（PRR）識別病毒的病原相關(guān)分子模式（PAMP）。激活信號通路識別病毒后，宿主細(xì)胞激活下游信號通路，產(chǎn)生抗病毒因子，如干擾素。清除病毒宿主細(xì)胞啟動抗病毒機(jī)制，如吞噬作用、自噬、細(xì)胞凋亡，清除被病毒感染的細(xì)胞?？共《具m應(yīng)性免疫機(jī)制的激活抗原呈遞抗原呈遞細(xì)胞（APC）將病毒抗原呈遞給T淋巴細(xì)胞，激活T細(xì)胞。細(xì)胞免疫活化的T細(xì)胞識別并殺死被病毒感染的細(xì)胞，抑制病毒的復(fù)制和傳播。體液免疫B淋巴細(xì)胞被激活，產(chǎn)生抗體，中和病毒，防止其感染新的宿主細(xì)胞。宿主細(xì)胞抗病毒干擾素的合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)病毒感染病毒感染宿主細(xì)胞后，誘導(dǎo)宿主細(xì)胞產(chǎn)生干擾素。干擾素分泌干擾素分泌到細(xì)胞外，結(jié)合到鄰近細(xì)胞的干擾素受體上。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)干擾素受體激活下游信號通路，誘導(dǎo)抗病毒基因的表達(dá)。抗病毒效應(yīng)抗病毒基因的表達(dá)，產(chǎn)生抗病毒蛋白，抑制病毒的復(fù)制和傳播?？共《咀允蛇^程及其調(diào)控自噬啟動宿主細(xì)胞感知到病毒感染后，啟動自噬過程，形成自噬體，包裹病毒顆粒。自噬體與溶酶體融合自噬體與溶酶體融合，降解病毒顆粒，清除病毒。宿主細(xì)胞凋亡對抗病毒感染凋亡啟動宿主細(xì)胞感知到病毒感染后，啟動凋亡程序，清除被病毒感染的細(xì)胞。1病毒復(fù)制抑制凋亡可以阻止病毒在感染細(xì)胞中復(fù)制，減少病毒的傳播。2宿主細(xì)胞天然免疫與適應(yīng)性免疫聯(lián)動1天然免