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揭秘巨細胞病毒之超級感染機制

2012-12-21 09:54 閱讀:3667 來(lái)源:愛(ài)愛(ài)醫 作者:王*如 責任編輯:王一如
[導讀] 巨細胞病毒(CMV)的感染機制一直是困擾科學(xué)家攻克的難題,來(lái)自Gladstone研究所的科學(xué)家們揭示出了CMV能夠成功地感染宿主的分子機制,為對抗CMV以及其他看似無(wú)危險卻能夠轉而致命的病毒提供了新研究途徑。

    巨細胞病毒(Cytomegaoviyns,CMV)是一種皰疹病毒組DNA病毒。分布廣泛,其他動(dòng)物皆可遭受感染,引起以生殖泌尿系統,中樞神經(jīng)系統和肝臟疾患為主的各系統感染,從輕微無(wú)癥狀感染直到嚴重缺陷或死亡。

    CMV是世界上最猖獗的病毒之一,CMV具有一些關(guān)鍵的特性:對宿主或培養細胞有高度的種特異性,復制快,能逃避宿主免疫防御,能夠維持宿主細胞存活足夠長(cháng)的時(shí)間來(lái)生成最佳數量的病毒。最后這一特性不利于病毒迅速在體內內積累到有毒水平,因為在傳播到鄰近細胞之前病毒可能就已殺死宿主細胞,所以科學(xué)家推測CMV具有一種“剎車(chē)機制”來(lái)平衡這一矛盾。這一機制也是長(cháng)期以來(lái)困擾著(zhù)科學(xué)家攻克CMV的難題。

    來(lái)自Gladstone研究所的科學(xué)家們揭示出了CMV能夠成功地感染宿主的分子機制:在病毒的DNA中匿藏中一種“加速器回路”,使得在宿主細胞還沒(méi)來(lái)得及做出反應前,CMV可以快速達到最佳水平——這樣也使得在到達最佳水平之前,這些病毒無(wú)法殺死細胞。這一發(fā)現為對抗CMV以及其他看似無(wú)危險卻能夠轉而致命的病毒提供了新研究途徑。相關(guān)論文發(fā)表在《細胞》(Cell)雜志上。

    研究者Weinberger 博士說(shuō):“CMV感染全世界50-80%的成人,常常在妊娠期間由母親傳遞給孩子。盡管CMV通常處于休眠狀態(tài),但對于發(fā)育的胎兒或是免疫缺陷如器官移植受者,卻是危險或甚至是致命的。因此,我們一直試圖了解CMV感染細胞的確切機制。希望開(kāi)發(fā)出治療或疫苗減少其在世界范圍的存在。”

    Weinberger博士和研究小組將焦點(diǎn)放在CMV遺傳密碼中的一小段DNA上。這一稱(chēng)作即刻早期啟動(dòng)子(MIEP)的遺傳密碼通過(guò)生成IE2,一種大量時(shí)極其有毒的蛋白,從而啟動(dòng)了病毒復制。而在MIEP中,研究小組發(fā)現了病毒復制的真正幕后黑手。在一系列的實(shí)驗中,研究小組發(fā)現當MIEP激活時(shí),不僅生成了IE2還刺激了復制,但當達到IE2的最佳水平時(shí),在精確的時(shí)刻它也會(huì )提示病毒停止生成毒性IE2蛋白。

    論文的主要作者之一、加州大學(xué)圣地亞哥分校研究生Melissa Teng 說(shuō):“CMV需要IE2才能在宿主細胞中復制,然而如果過(guò)快地生成過(guò)多IE2,在CMV有機會(huì )傳播前宿主細胞就會(huì )被殺死。而CMV用所謂的‘加速器回路’解決了這一問(wèn)題,它幫助維持了最佳的IE2水平。這一回路使得CMV能夠快速有效復制,感染全身多種細胞類(lèi)型。”

    為了確證這些結果,研究小組在培養皿中用兩種形式的CMV感染了人類(lèi)細胞,一種CMV能夠生成IE2加速器回路,另一種則不能。當在同一培養皿中加入兩種病毒時(shí),他們看到了明顯的差別。隨著(zhù)時(shí)間的推移,沒(méi)有加速器回路的病毒消失了,而加速器病毒迅速占據了培養皿。很明顯這一回路是病毒成功的關(guān)鍵。

    該研究證明了一種新機制:一個(gè)相對簡(jiǎn)單的遺傳網(wǎng)絡(luò )如何能夠對外部信號做出反應,為病毒復制提供最佳的環(huán)境。有可能像這樣的機制還存在于其他的生物系統中,包括其他的病毒。這一加速器回路賦予了CMV強大的戰略?xún)?yōu)勢,從而使該病毒能夠戰勝免疫防御系統。下一步是更深層次了解這一機制,開(kāi)發(fā)出治療方法靶向和破壞這一回路——并希望能夠阻止諸如CMV等病毒的軌跡。


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