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《Nature》:皰疹病毒看似“低調(diào)的青銅” ,實則“神秘的強者”


  市場動態(tài)     |      2021-11-26
有種病毒很狡猾,當(dāng)你身體無恙時它在冬眠,當(dāng)你免疫力下降的時候它就趁虛而入,在皮膚、口腔和眼睛等部位引起水泡、潰瘍等伴有劇痛的癥狀。而這一切都是由單純皰疹病毒(HSV)所引起的,包括1型(HSV-1)和2型(HSV-2)兩種。HSV-1可以通過看起來正常的口腔或皮膚傳播,傳播之后也基本不會引起不適的癥狀,而是會在周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞中蟄伏;HSV-2則主要通過性傳播,隱居在生殖道中。
據(jù)世界衛(wèi)生組織官網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,HSV-1已經(jīng)潛伏在全世界近70%的人體內(nèi),其中50歲以下人群的感染人數(shù)在2016年就達到了37億。更令人無奈的是,皰疹病毒會在宿主外周神經(jīng)系統(tǒng)中終身潛伏,永遠無法根除。
HSV究竟是何方神圣?為何傳播范圍可以如此之廣呢?《Nature》近期刊發(fā)的文章“;Herpesviruses assimilatekinesin to produce motorized viral particles”為我們揭開了HSV的神秘面紗,揭示了該病毒進化出的分子機制,為開發(fā)預(yù)防針對單純皰疹病毒1型(HSV-1)和2型(HSV-2)的疫苗開辟了道路
參與該研究的Greg Smith教授指出,病毒感染的目標(biāo)其實就是無限擴增并且不斷擴大感染范圍,達到這一目標(biāo)的首要條件是抵達細(xì)胞核,而這一過程又離不開細(xì)胞內(nèi)微管的參與。微管是細(xì)胞中存在的纖維結(jié)構(gòu),可以輸送物質(zhì)并維持細(xì)胞形態(tài)。
光有微管這條鐵軌還不夠,病毒們還需要列車軌道上的引擎——驅(qū)動蛋白和動力蛋白。HSV-1能編碼一種特殊的蛋白pUL36,它能結(jié)合動力蛋白,并在初始感染期間促進病毒顆粒向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運。比如流感病毒在侵入上皮細(xì)胞后,就會帶上這兩個蛋白,來回地在微管上移動,直到接近細(xì)胞核的時候就入侵進去。
病毒捕獲的驅(qū)動蛋白將衣殼運輸?shù)郊?xì)胞核
但是研究發(fā)現(xiàn)pUL36的雙向運輸和外周積累除了表明 PRV 蛋白會結(jié)合動力蛋白外,還招募了一個“重要合伙人”—驅(qū)動蛋白。在相關(guān)實驗中也直接證實了驅(qū)動蛋白存在的必要性:在病毒體產(chǎn)生和隨后的感染過程中都沒有驅(qū)動蛋白時,雖然產(chǎn)生了大量病毒粒子,但病毒顆粒多數(shù)會在中心體積聚,衣殼從中心體到細(xì)胞核的運輸明顯受損,因此這些病毒粒子傳播感染的能力較弱。
綜上所述,協(xié)助HSV感染的細(xì)胞蛋白分工明確。動力蛋白是將HSV-1從神經(jīng)軸突末端帶到神經(jīng)元中心,而驅(qū)動蛋白則是帶著病毒顆粒走向細(xì)胞核。
病毒組裝期間驅(qū)動蛋白-1 的存在促進了隨后感染期間衣殼向細(xì)胞核的運輸
值得注意的是,驅(qū)動蛋白源自先前感染的上皮細(xì)胞而不是神經(jīng)元內(nèi)源性細(xì)胞,而被皰疹病毒pUL36蛋白“同化”的驅(qū)動蛋白通過將病毒顆粒從中心體穿梭到細(xì)胞核來促進所有細(xì)胞的感染。如此一來,HSV的傳染可謂是如虎添翼,看似低調(diào)的HSV做起事來卻一點也不低調(diào)。
驅(qū)動蛋白被病毒顆粒捕獲并傳遞給其他細(xì)胞
這是發(fā)現(xiàn)病毒會利用細(xì)胞蛋白來完成一輪又一輪的感染,它們看起來是目前演化得很成功的病原體之一,主要研究者Caitlin Prgg博士表示,通過此次研究了解HSV病毒是如何實現(xiàn)這一令人難以置信的操作后,我們現(xiàn)在可以考慮如何奪走它們?nèi)肭稚窠?jīng)系統(tǒng)的能力。這對于研究其他病毒性感染以及開發(fā)相關(guān)預(yù)防性疫苗可以提供新的思路和方向。