미생 용해 감염 lyticinfection
분야
hwp세포용해감염은 바이러스가 증식된 후 표적세포를 죽일 때 일어난다. 어떤 바이러스들은 세포의 거대분자 물질이 합성되는 것을 억제하거나 세포의 거대분자 물질을 분해하는 효소를 합성 또는 세포독성 물질을 생산하여 세포의 성장과 회복을 억제한다. 단순헤르페스바이러스는 세포의 DNA와 mDNA 합성을 억제하는 단백질을 생성하거나, 바이러스의 유전체 복제에 필요한 물질을 제공받기 위하여 숙주 DNA를 분해하는 단백을 합성하기도 한다. 세포의 단백 합성 억제는 폴리오바이러스가 숙주 mRNA의 5‘ -capped mRNA의 유전암호해독(translation)을 억제하는 것처럼 능동적인 방법과, 숙주보다 더 많은 바이러스 mRNA를 합성하여 숙주 mRNA가 리보솜에 결합하지 못하도록 하는 수동적인 방법으로 일어난다.
바이러스의 복제와 바이러스 구성 요소 및 후손바이러스가 세포에 축적되면 세포의 구조와 기능이 붕괴하고 용해소체(lysosome)가 파괴되어 세포가 자가분해 된다. 세포 표면에 바이러스 항원이 발현되거나 세포골격이 파괴되면 세포간의 상호작용 및 세포의 형태가 변형되므로 세포가 면역계의 표적이 되어 세포용해가 일어난다.
파라믹소바이러스, 헤르페스바이러스, 레트로바이러스는 감염된 세포표면에 당단백질을 발현시켜 주변 세포들과의 융합을 유도하여 다핵거대세포인 융합체(syncytia)를 만든다. 융합체가 형성되면 바이러스는 다른 세포로 확산될 수 있으며, 항체의 작용에서도 벗어나게 된다. 사람면역결핍바이러스(HIV)에 감염되었을 경우에도 융합체가 형성된다.
바이러스 감염이나 세포용해성 면역반응은 감염된 세포의 세포자멸사(apoptosis)를 유도한다. 세포자멸사는 바이러스가 세포에서 방출되는 것을 촉진시키기도 하지만 바이러스의 방출량이 제한되기도 하는데, 이러한 현상은 ‘바이러스 생산 공장’ 역시 파괴되기 때문이다. 헤르페스바이러스, 아데노바이러스, C형 간염바이러스 등의 바이러스들은 세포자멸사를 억제하는 기전을 가지고 있다. 특정 바이러스는 세포에 감염되면 염색체 이상과 분해, 핵이나 세포질에서 봉입체(inclusion bodies) 형성 등 표적세포의 모양과 특성을 변화시킨다. 봉입체의 특성과 위치는 바이러스에 따라 다르게 나타나므로 진단에 이용된다. 또한 바이러스 감염은 세포의 공포화(vacuolization), 세포의 둥근 형태로의 모양 변화, 기타 비정상 세포의 출현 등 조직학적 변화를 초래하기도 한다.
2. 지속감염(persistent infection)
지속감염은 바이러스가 감염되었음에도 불구하고 세포가 죽지 않는 경우에 일어난다. 어떤 종류의 바이러스들은 세포 외 유출(ecocytosis)이나 발아법(budding)으로 바이러스를 방출하기 때문에 지속생산감염(persistent productive infection)이 유지된다.
잠복감염 또는 불멸감염(immortalizing infection)은 바이러스의 모든 유전자 전사를 위한 장치가 제한되어 있거나 결여된 상태의 세포에 DNA 바이러스가 감염되었을 때 일어난다. 바이러스들이 필요로 하는 특정 전사인자들은 특정조직이나 성장 세포에서 발현되거나 호르몬 또는 시토카인이 분비된 경우에 발현되며, 휴지기 상태에 있는 세포에서는 발현되지 않는다. HSV는 즉각 조기유전자 (immediate early gene)의 전사에 필요한 핵물질이 결여된 신경세포에서 잠복감염을 일으키다가 스트레스나 다른 외부자극이 가해지면 바이러스 증식이 활성화 된다.
3. 발암감염
일부 DNA 바이러스들과 레트로바이러스들은 조절되지 않는 세포성장을 초래하는 지속감염을 일으켜 세포의 형질전환(transformation) 또는 불멸화(immortalization)를 초래한다. 형질 전환된 세포는 노화의 진행 없이 지속적인 세포 성장이나 세포의 형태나 대사의 변화, 세포 성장률과 당 공급의 증가, 세포간 접촉소실, 부유 상태나 반고체 배지에서의 성장 등의 특징을 가진다.
여러 종류의 종양 바이러스들은 각지 다른 기전을 통하여 세포의 불멸화가 이루어진다. 이러한 기전에는 ① 성장 촉진 유전자를 활성화시키는 방법, ② DNA 합성과 세포성장을 제한하는 기능을 제거하는 방법, ③ 세포자멸사를 막는 방법 등이 있다. DNA 바이러스에 의한 불멸화는 반증식허용세포(semipermissive cell)에서 일어난다. 대부분의 DNA 종양 바이러스들은 숙주의 염색체에 통합(integration)된다. 파필로마바이러스, SV40바이러스 및 아데노바이러스는 세포 성장 조절단백인 p53 또는 pRB에 결합하여 불활성화 시킬 수 있는 유전자를 가지고 있다. p53의 소실은 세포에서 돌연변이가 더 잘 발생할 수 있으므로 세포 성장의 조절이 파괴된다. 엡스타인-바바이러스는 B 세포 미토겐으로 작용하여 세포 성장을 촉진시키고, 세포자멸사를 억제할 수 있는 bcl-2 종양유전자의 발현을 유도하여 B세포를 불멸화 시킨다.
RNA 바이러스인 레트로바이러스는 두 가지 방법을 통하여 종양을 형성한다. 몇몇 종양바이러스들은 sis, ras, src, mos, myc, jun, fas 등의 종양유전자를 가지고 있는데, 이러한 유전자들에 의해 생산되는 단백질들은 세포 성장을 조절하는 세포 단백질들과 거의 동일하다. 따라서 이들 종양유전자가 과도하게 발현되거나 기능에 이상이 생기면 세포 성장을 자극하는 결과를 초래하게 되므로 빠른 시간 내에 종양이 형성된다. 그러나 사람에서는 아직까지 이러한 형태의 레트로바이러스에 의한 종양은 없다.
유일하게 사람에서 종양을 유발하는 레트로바이러스는 사람 T세포 림프친화 바이러스(human T-lymphotropic virus 1, HTLV-1)로 백혈병을 일으킨다. HTLV-1은 IL-2와 같은 성장촉진 림포카인 유전자 발현을 transactivation 할 수 있는 tax 유전자를 가지고 있다.
[출처] 의학미생물학 - 현문사
미생물학 - 신일상사 출판부
