科學家揭示了皰疹病毒如何睡眠和醒來
病毒是棘手的野獸。這些“亞顯微”病原體中的一些可以在人體內(nèi)“進入睡眠狀態(tài)”,基本上無限期地從免疫系統(tǒng)中隱藏,只是為了重新激活并在以后引起疾病。
現(xiàn)在,科學家們已經(jīng)學會了如何防止一種類型的病毒 -皰疹病毒 - 進入睡眠狀態(tài)的休眠期并且不在視線范圍內(nèi)??茖W家表示,這是了解病毒基本上隱藏免疫系統(tǒng)的獨特能力的重要一步。
據(jù)世界衛(wèi)生組織稱,世界上80%以上的人口感染了單純皰疹病毒(HSV),其中包括導(dǎo)致唇皰疹的HSV-1和導(dǎo)致生殖器疣的 HSV-2 。
但是大多數(shù)感染了病毒的人在沒有任何癥狀之前就會出現(xiàn)外部壓力,疾病甚至是陽光,這會引發(fā)病毒醒來并開始復(fù)制和傳播。反過來,這會促使免疫系統(tǒng)攻擊病毒,導(dǎo)致炎癥和嘴,嘴唇,鼻子或生殖器周圍的特征性水皰。在這種“重新激活”期間,病毒可以在人與人之間傳播。
與引起普通感冒或流感的病毒不同,皰疹病毒通常很快進入人體內(nèi)的潛伏或休眠模式??茖W家們試圖研究這一過程。但是在實驗室環(huán)境中,他們很難在沒有極端和有害措施的情況下將活病毒置于“睡眠狀態(tài)”,類似于將您的受試者瞄準無意識狀態(tài)并希望它能正常醒來。
現(xiàn)在,普林斯頓大學的兩位研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種實驗室技術(shù),可以更自然地將皰疹病毒誘導(dǎo)為潛伏模式,就像搖籃曲一樣輕柔,使他們能夠更好地模擬皰疹病毒的自然生命周期。然后,同一組研究人員利用這種技術(shù)找到了一套與病毒睡眠和覺醒傾向有關(guān)的蛋白質(zhì)。
不快速躲藏的病毒更容易被免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并殺死。但對于皰疹病毒來說情況并非如此,皰疹病毒一直伴隨著你。
這些病毒是病毒亞科的一部分,稱為αherpesvirinae,已知它可以感染并隱藏在神經(jīng)細胞中。免疫系統(tǒng)已經(jīng)學會用小孩手套治療這些病毒,因為免疫細胞不能直接殺死這些皰疹病毒而不會殺死作為宿主的神經(jīng)細胞。
普林斯頓大學(Princeton University)分子生物學教授林恩恩奎斯特(Lynn Enquist)說: “通常情況下,免疫系統(tǒng)殺死病毒感染會殺死受感染的細胞。” 但是“在這種情況下,這些細胞將是不可替代的[神經(jīng)細胞]。因此,'讓病毒入睡'對神經(jīng)系統(tǒng)來說是一種更好,更有保護作用的方式。”
然而,關(guān)于皰疹的一個主要問題是雖然病毒有時會立即引起癥狀,但大多數(shù)時候,為什么它會立即隱藏起來呢?答案將揭示控制感染的更好方法。
“逃避沉默”
為了解決問題的核心 - 正如研究人員所描述的那樣,導(dǎo)致自然病毒保持清醒和“擺脫沉默”的原因 - 科學家使用了一種稱為偽狂犬病病毒的皰疹病毒,它與HSV-1密切相關(guān)。
研究人員的第一步是開發(fā)一種方法,基本上可以使病毒在受感染的神經(jīng)細胞中入睡。該技術(shù)涉及使用新的三室環(huán)境,其中神經(jīng)細胞的細胞核及其觸手狀軸突結(jié)構(gòu)被隔離。
然后,研究人員專注于如何喚醒病毒。他們發(fā)現(xiàn)了兩種方法:在病毒進入細胞時出現(xiàn)化學應(yīng)激信號,如預(yù)期的那樣; 或存在一組稱為病毒外殼蛋白的蛋白質(zhì),這是一個新概念。
進一步的分析排除了一個假設(shè),即可能是病毒載量的大小,或者一個人系統(tǒng)中的病毒量,以某種方式超越了讓病毒入睡的典型免疫反應(yīng)。相反,研究人員發(fā)現(xiàn),單獨的病毒外殼蛋白是關(guān)鍵的觸發(fā)因素,就像病毒表面上的冰水一樣,喚醒它們或者讓它們保持清醒和活躍。
“我們和其他人正在研究的問題是確定”這種在實驗室中喚醒病毒的方法是否與病毒蘇醒時免疫系統(tǒng)自然發(fā)生的方法相同,Enquist告訴Live Science。“我們認為有很多共同之處。”
亞利桑那大學癌癥中心的免疫學家Felicia Goodrum Sterling表示,普林斯頓大學研究人員的技術(shù)“代表著一項重要的進步”,他們正在研究病毒潛伏期并控制感染。
“在了解皰疹病毒潛伏期時,模型系統(tǒng)就是一切,”Goodrum Sterling說。“這是第一個不需要藥物治療的模型系統(tǒng)”讓病毒入睡。
研究人員表示,更好地了解這種機制可能會導(dǎo)致一類藥物可以靶向病毒外殼蛋白,以防止它們喚醒病毒或使其保持清醒,從而防止癥狀和病毒傳播給其他人。
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