摘要:一项新的研究揭示了寨卡病毒感染性成功的生物学秘诀:寨卡使用宿主细胞“自我护理”系统清除无用的分子来抑制该病毒首先采用的宿主蛋白。...
一项新的研究揭示了寨卡病毒感染性成功的生物学秘诀:寨卡使用宿主细胞的“自我护理”系统清除无用的分子来抑制该病毒首先使用的宿主蛋白进入这些细胞。
虽然这些细胞表面蛋白对于病毒进入是有价值的,但它们在产生抗病反应中也具有作用。在此之前,病毒操纵过程细胞用来保持自己健康以降低蛋白质的活性,从而为不受限制的病毒感染扫清了道路。
该研究的高级作者兼俄亥俄州立大学兽医生物科学系的病毒学教授Shan-Lu Liu说,尽管已知其他病毒(例如HIV)沉默的宿主受体使宿主受体沉默,但Zika却不寻常,但至少拥有三种可以完成工作的蛋白质可以完成工作。
“这是最有趣的部分:令人惊讶的是,不仅有一个,而且几种寨卡蛋白可以做到这一点,”刘是微生物感染和免疫学系教授刘说。 “我们研究了两种寨卡病毒菌株,并检查了三种与生理相关的细胞类型。两种菌株,我们都可以看到所有三种细胞类型的下调。这似乎是一种重要的机制。”
该研究于5月23日发表国家科学院论文集。
Zika病毒,主要由埃及埃及据世界卫生组织称,蚊子自2007年以来引起了非洲,美洲,亚洲和太平洋的传染性暴发。尽管自2017年以来的病例在全球范围内有所下降,但在美洲和其他地方性地区,病毒传播持续下降。
2015年在巴西的一场大量流行病导致了怀孕期间的寨卡病毒感染与出生的先天性问题(包括小头畸形)或比正常头部尺寸小的婴儿之间的联系。尽管大多数感染者没有出现或仅出现轻度症状,但该病毒也与成年人和大儿童的Guillain-Barré综合征,神经病和脊髓炎(脊髓炎症)有关。
先前的研究表明,称为PS受体的特定细胞表面蛋白是包括Zika在内的许多病毒的重要入口点。这项研究的重点是以前与Zika感染有关的两种蛋白质,称为AXL和TIM-1。在这项工作中,Liu及其同事着手解释Zika通过AXL和TIM-1进入后如持感染。
该团队在三种类型的细胞中,使用非洲和亚洲菌株在与病原体有关的三种类型的细胞中完成了细胞培养实验:呼吸道,生殖和神经系统:将肺部支持细胞,称为滋养细胞和胶质细胞瘤脑癌细胞的人类细胞,胚胎支持的细胞。
实验表明,在寨卡病毒感染后,AXL和TIM-1在三种类型的细胞上都下调。研究人员期望发现这种抑制是通过两个常见的蛋白质降解过程发生的,但发现寨卡病毒利用了细胞自我保护常规:自噬。
"Autophagy is a fundamental physiological mechanism to conserve cellular processes by degrading host components. It's also called self-eating -- the host needs to remove their own damaged organelles or misfolded proteins because they're not good for the host," said Liu, also associate director of Ohio State's Center for Retrovirus Research and a program co-director of the Viruses and Emerging Pathogens Program in Ohio State's Infectious疾病研究所。
在这种情况下,该病毒的感染过程操纵了宿主细胞抑制自己的保护蛋白 - 一种病毒自适应策略,使Zika能够控制其自身的命运。
没有这种抑制,AXL和TIM-1将开始产生炎症分子作为抗病反应的一部分。它们正常的促进病毒进入水平也可以使更多的寨卡颗粒能够访问已经感染的细胞,建立一种称为超级感染的竞争情况 - 病毒想要避免,因为过度拥挤威胁着杀死细胞,从而杀死感染病原体。
进一步的实验确定了三种Zika蛋白,这些Zika蛋白促使宿主细胞自噬,所有这些都位于病毒的膜上。
Liu说:“通常那些蛋白质会介导病毒式进入或参与病毒复制,但它们也负责这种下调 - 一种新功能,这并不令人惊讶,因为病毒对他们自己的复制或调节宿主来说对它们很重要的东西进行了编码。”
尽管需要进一步的研究可以肯定地知道,但这种机制有可能与埃博拉病毒有关,埃博拉病毒使用TIM-1蛋白来访问宿主细胞,或与Zika中的同一Flavivirus家族中的其他病原体有关,包括西尼罗河,黄热病和登革热病毒。
刘说:“最重要的是这说明了病毒宿主相互作用的共同发展。宿主因素对病毒的重要性越重要,病毒越多地控制它。” “理解这些机制是为引起传染病的新兴或重新出现的病毒准备的重要组成部分。”
这项工作主要是由刘实验室的前研究生Jingyou Yu进行的,现在是中国广州国家实验室的首席调查员。高级科学家Yi-Min Zheng和Liu实验室的博士后研究员Pei Li提出了其他贡献。这项工作主要得到俄亥俄州州基金和美国国立卫生研究院的支持。
其他合着者还有密苏里大学的梅根·谢里丹,托西希科·埃扎西和迈克尔·罗伯茨。