研究人員探索寨卡病毒感染如何引起小頭畸形
根據(jù)美國(guó)人類遺傳學(xué)會(huì)(American Society of Human Genetics)提交的研究報(bào)告,感染寨卡病毒會(huì)干擾人類神經(jīng)祖細(xì)胞(hNPC)的增殖,從而破壞胎兒的大腦發(fā)育,人類神經(jīng)祖細(xì)胞(hNPC)是一種驅(qū)動(dòng)神經(jīng)發(fā)育并增殖為腦和神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞的細(xì)胞。 ASHG)2016年年會(huì),不列顛哥倫比亞省溫哥華
研究作者說(shuō),了解寨卡病毒的機(jī)制將闡明病毒感染如何導(dǎo)致先天性缺陷,例如小頭畸形,這是一種異常小的頭部和大腦大小,并可能為治療和疫苗的開(kāi)發(fā)提供信息。
埃默里大學(xué)博士后研究員,報(bào)告的作者費(fèi)拉恩·張說(shuō):“我們開(kāi)始研究為什么寨卡病毒會(huì)引起小頭畸形,而登革熱等相關(guān)病毒卻不會(huì)。” 張博士及其在Emory,Johns Hopkins和佛羅里達(dá)州立大學(xué)的同事集中研究了該病毒在hNPC中的作用,而hNPC對(duì)Zika感染高度敏感。張博士說(shuō),這項(xiàng)研究中使用的hNPC來(lái)自健康的皮膚細(xì)胞。
寨卡病毒于1947年在烏干達(dá)首次發(fā)現(xiàn)。此后,已經(jīng)確定了該病毒的兩個(gè)不同譜系,一個(gè)起源于非洲,另一個(gè)起源于亞洲。為了比較每種病毒對(duì)這些細(xì)胞中基因表達(dá)的影響,研究人員檢查了四組hNPC產(chǎn)生的所有信使RNA(mRNA):感染亞洲寨卡病毒的細(xì)胞,感染非洲寨卡病毒的細(xì)胞,感染了登革熱參考毒株的細(xì)胞和對(duì)照組。他們發(fā)現(xiàn),與登革熱感染相比,寨卡病毒感染對(duì)DNA復(fù)制和修復(fù)所涉及的基因的表達(dá)影響更大,而DNA復(fù)制和修復(fù)對(duì)大腦發(fā)育至關(guān)重要。
有趣的是,他們發(fā)現(xiàn)亞洲寨卡病毒株的感染引發(fā)了比非洲株更強(qiáng)的先天免疫系統(tǒng)反應(yīng),包括TP53基因表達(dá)的增加。此外,與非洲菌株相比,用p53抑制劑治療更能強(qiáng)烈地抑制亞洲菌株的致病性-造成傷害的能力。
張博士解釋說(shuō):“這些結(jié)果表明,與非洲毒株相比,亞洲毒株引起疾病的機(jī)制更多地依賴于p53。” 他指出,目前在西半球流行的寨卡毒株與亞洲毒株比非洲毒株更相似。
除了研究mRNA,研究人員還分析了每組hNPC中的小RNA。張博士解釋說(shuō),mRNA和小RNA均在調(diào)節(jié)基因表達(dá)中起重要作用。研究人員觀察到寨卡病毒感染后hNPC中產(chǎn)生的人類小RNA以及從寨卡病毒直接產(chǎn)生的小RNA的變化。
他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室小鼠中工作,將這些小RNA中最豐富的RNA注入小鼠大腦,以評(píng)估每種小RNA對(duì)大腦發(fā)育的影響,包括它們是否引起小頭畸形。他們已經(jīng)從寨卡病毒中鑒定出了特定的小RNA,這些RNA可能會(huì)影響大腦發(fā)育并導(dǎo)致小頭畸形,至少在小鼠中如此。
張博士說(shuō):“我們的結(jié)果表明,寨卡病毒可能通過(guò)“劫持”人類細(xì)胞的機(jī)器而充當(dāng)“特洛伊木馬”。一旦感染人細(xì)胞,該病毒便可以與人的酶相互作用產(chǎn)生這些小RNA,從而改變大腦發(fā)育并導(dǎo)致小頭畸形。
研究人員現(xiàn)在正在研究哪些人類mRNA可以受這些小RNA調(diào)控。他們希望他們的發(fā)現(xiàn)將為預(yù)防和治療方法的發(fā)展提供信息。
張博士說(shuō):“我們發(fā)現(xiàn)的機(jī)制很可能只是寨卡病毒起作用的許多方式中的一部分。” 他補(bǔ)充說(shuō):“我們想確定寨卡病發(fā)病機(jī)制中的一些重要途徑,希望它們能激發(fā)治療和疫苗研究領(lǐng)域的專家。”
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