人乳头瘤病毒（HPV）33型L1蛋白五聚体与型特异中和抗体复合物制备及晶体培养
[研究的主要目的和意义]
宫颈癌(Cancerofcervix）是一种发生于子宫颈的上皮性恶性肿瘤。流行病学及病毒学的研究表明，人乳头瘤病毒（humanpapillomavirus,HPV）的感染与宫颈病变关系密切[1]，尤其是高危型HPV持续感染是宫颈癌和上皮内瘤变发生的最主要因素。全球每年由HPV感染所致癌症病例（包括女性宫颈癌，阴道癌，男性阴茎癌）达到56万例，约占全球全部癌症新发病例的5%，而其中超过80%的病例发生在发展中国家。据统计全球大约有25万人死于该疾病[2]。而中国每年约有10万的妇女因HPV感染而导致宫颈癌，死亡病例约为3万。宫颈癌已成为继乳腺癌之后世界范围内严重威胁妇女健康的疾病。而在与宫颈癌高度相关的15个HPV型别中，HPV58和HPV33占有重要比例所占比例很高。世界范围内的宫颈癌患者中，两者的检出率达到9.8%，而在中国检出率达到17.9%。由此可见，针对HPV58和HPV33的预防性疫苗研究，对于减少宫颈癌发生和传播具有重要意义。本实验着重对HPV33的抗原抗体复合物进行研究和探索。
HPV是一种嗜上皮性无包膜的双链环状DNA病毒，属乳头瘤病毒科（papillomaviridae）。HPV病毒结构简单，由病毒蛋白衣壳和核心单拷贝的病毒基因组DNA构成。HPV病毒需利用宿主的细胞器进行DNA复制、转录和蛋白质的翻译。病毒衣壳由L1、L2两种蛋白组成：L1形成五聚体，L2位于五聚体中间，72个五聚体形成T=7的二十面体对称的球形病毒颗粒[3]，直径45nm-55nm。病毒基因组大小约为8kb，主要分为3个区段分别为长调控区(longcontrolregion，LCR)，早期区(earlyregion，ER)和晚期区(lateregion，LR)。具有8个开放读码框(openreadingframe,ORF)分别编码早期蛋白E1~E7和晚期蛋白L1、L2。L1蛋白的基因位于晚期转录区，只在病毒增殖性感染细胞中表达，是编码病毒的主要结构蛋白，与病毒吸附细胞相关，在免疫反应中作为主要靶抗原能诱发机体产生中和抗体。
L1衣壳蛋白是HPV衣壳蛋白的主要成份，基因全长约1.5kb，蛋白表观分子量为55~60KD，占病毒衣壳蛋白总量的80%~90%。L1蛋白可以在体外独自组装成病毒样颗粒（viruslikeparticle，VLP）[4-8]。其病毒样颗粒由72个壳粒以T=7的二十面体形式组装而成。而每个壳粒都是由5个主要衣壳蛋白L1单体聚合形成的五聚体。在72个壳粒中，有60个壳粒以六邻体的形式与其它壳粒相接，而另外12个壳粒以五邻体的形式与其他壳粒相接。由于L1蛋白集中了HPV天然病毒的绝大多数表位，通过免疫VLP后可以诱导产生大量高滴度的中和保护性抗体[9]，所以成为目前世界范围内一种理想的疫苗形式。
虽然HPV在人群中广泛传播，而且感染皮肤和粘膜组织，特别是脚、手、生殖器和口腔部位[10]。但HPV仍然是一种具有高度种属特异性以及组织特异性的病毒，须经伤口（包括皮肤上小的割伤和擦伤，以及性活动引起的微小损伤）与基底细胞层（特别是干细胞）接触才能引起感染。HPV感染后，为了维持其生活周期，保持自身基因组的持续复制和蛋白表达，必须转化宿主细胞以阻止其发展成发生终末分化的去核的、不分裂的成熟角质细胞，而病毒的调控使细胞生长分化调控紊乱，成熟角质细胞持续分裂增殖，不发生脱落，引起多种乳头瘤病毒感染特有的皮肤变厚（或疣），如表皮的尖锐湿疣；此外，某些型别HPV感染的细胞，则可能在HPV影响下会进一步发生癌变[11]。
HPV感染入胞、刺激机体免疫系统、导致疾病发生等过程的研究将涉及病毒结构蛋白的结构特征、病毒颗粒的组装、具有的各种免疫表位、宿主细胞受体的选择等关键的科学问题，因此，对HPVL1衣壳蛋白的结构和功能研究近年来成为了该领域的研究热点。目前，已有多种较低分辨率的HPV病毒样颗粒的低温电镜结构和晶体结构得以解析，揭示了病毒组装的可能机制，但还无法从分子水平上对其进行阐述，同时也无法达到对HPV宿主和组织特异性研究的要求，因此，获取高分辨率HPV衣壳蛋白的结构信息显得尤为迫切。
开展对HPV33与中和抗体复合物的结构研究有利于阐明HPV33型特异表位特征，对于阐明HPV病毒颗粒的组装机制具有重要意义，同时为HPV宿主和组织性差异、疫苗的研制提供指导。
[拟研究或解决的问题]
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