研究人员发现人类蛋白质,防止甲型H1N1流感感染病例

霍华德休斯医学研究所研究人员发现了一个人类天然蛋白质,帮助防止感染甲型H1N1流感和其他病毒,包括西尼罗河病毒和登革热病毒。

霍华德休斯医学研究所研究员领导的研究小组(Stephen j .埃里奇那本怀特和他的同事,亚伯拉罕黄铜,发现人体细胞对感染的反应甲型H1N1流感加大生产流感病毒的蛋白质,有出人意料的强大的抗病毒效果。在培养的人类细胞,这些蛋白质的功能是未知的,阻止甲型H1N1流感病毒的复制,西尼罗河病毒和登革热病毒。

意想不到的发现可能导致更有效的抗病毒药物的发展,包括预防性药物,可以用来减缓流感传播。

报告发现,2009年12月17日,在早期在线杂志上的文章细胞,是共同努力的结果,霍华德•休斯医学研究所研究员,哈佛医学院麻省总医院,耶鲁大学医学院和维尔康姆基金会桑格研究所的剑桥,英国。

与其他病毒一样,流感病毒只有自己的几个基因,而且必须征用其宿主细胞产生的蛋白质来完成它的生命周期。当前的研究始于埃里奇那本怀特和他的同事着手确定H1N1病毒的宿主蛋白质需要进入细胞内部和复制。

到快速筛选数以千计的蛋白质,埃里奇那本怀特和他的同事建立体外培养的人类细胞内大数组,然后使用一个机器人装置提供小干扰RNA链(siRNA)每个数组中。每个核链是为了阻止单个基因的表达,从而生产相应的蛋白质。对于每一次这样的基因/蛋白“击倒”自动化设备记录了对甲型H1N1流感的影响活动通过测量任何变化的病毒在感染细胞表面蛋白。

使用这种高速筛选方法,研究人员很快就识别出了120多个基因的表达需要H1N1感染细胞。“但在计算的过程中,我们发现这个其他类的基因产生相反的效果,所以如果你摆脱他们,流感复制更好,”埃里奇那本怀特说,哈佛医学院的一个霍华德·休斯医学研究所的研究员。

抵抗病毒的基因问题代码三Interferon-Inducible跨膜(IFITM)蛋白家族成员:IFITM1, IFITM2 IFITM3。1984年第一次描述了IFITMs是已知的在大多数细胞的低水平,生产和更高水平细胞暴露在刺激干扰素蛋白。但其功能从未被理解。

埃里奇那本怀特和他的同事们开始怀疑他们破坏后的天然抗病毒蛋白质IFITM3 H1N1病毒复制产生了惊人的增长。“病毒复制的五到十倍IFITM3不在那里的时候,”埃里奇那本怀特说。“病毒蛋白水平更高,它会复制更快。IFITM3真的在这方面脱颖而出。”

埃里奇那本怀特和他的同事们,包括霍华德·休斯医学研究所的研究员Erol Fikrig耶鲁大学医学院IFITM3发现同样的结果在其他细胞类型,包括人类和小鼠肺细胞和不同的H1N1病毒。然后,而不是推倒IFITM3生产细胞,他们增加了它,发现它完全封锁了H1N1病毒复制。

“这项工作表明的力量全面屏幕识别细胞的蛋白质参与病毒复制,”霍华德·休斯医学研究所的研究员罗伯特·兰姆说,西北大学病毒学家他没有参与细胞的研究报告。

IFITM3谎言11号染色体上的基因,类似IFITM1基因和IFITM2旁边。尽管IFITM3最强大、最一致的效果在测试中,所有三个蛋白质,当过度生产,可能会阻止甲型H1N1流感和其他测试应变“流感”病毒的类型。

让研究人员惊讶的是,这些蛋白质的增加产量也阻止了完全不同的病毒的复制,包括西尼罗河病毒和登革热病毒株。

IFITMs没有对每个有效病毒检测;此外,埃里奇那本怀特和他的同事们不知道正是这些蛋白质进化。“他们有自己不同的活动,所以他们可能会更具体的为不同类型的病毒,”埃里奇那本怀特说。

无论哪种方式,埃里奇那本怀特相信IFITMs代表人体的先天免疫反应的主要部分病毒。他和他的同事们发现,大多数干扰素的保护作用——这通常引发免疫反应的病原体,也使用治疗来提高免疫系统,丢失当IFITM3缺席H1N1-infected细胞。

IFITM3和同类阻止病毒如何?研究人员尚未确定,但第一个线索是坐的蛋白质部分细胞的外膜。基于测试进行到目前为止,埃里奇那本怀特怀疑IFITMs原因通过细胞膜的分子,如病毒,被路由到一个垃圾处理场,它们迅速退化,呈现无害的。

“这可能是为什么病毒不能摆脱这些IFITMs——因为他们影响它的生命周期的一个基础部分,”埃里奇那本怀特说。

这种流量重定向事件可能对正常细胞也有一个负面影响信号,埃里奇那本怀特指出,这或许可以解释为什么IFITMs不是在大量生产。“太多的这些蛋白质可能不适合人长期来看,但我们真的不知道,”他补充道。

如果是安全的暴露的细胞比正常水平高IFITMs数天或数周,蛋白质可能成为广谱抗病毒治疗的基础。“这是可能的,你可以把它直接表面的细胞,并有保护作用在流感季节,例如,”埃里奇那本怀特说。比干扰素IFITMs应该更具体的影响,因此有可能使他们更良性的,他补充说。Interferon-based药物用于治疗癌症和其他疾病,但增加许多的几种蛋白质和引起类似流感的症状,其他副作用。

埃里奇那本怀特也看到了潜在的推动IFITM在动物种群水平,控制病毒如流感,既能感染动物和人类。操纵IFITM水平可以帮助,生产疫苗。H1N1疫苗为例,基于弱形式的病毒,和来得太迟停止最近流行因为病毒无法足够迅速地成长。“如果我们可以摆脱这个基因在病毒制造细胞,病毒应该增长快得多,”埃里奇那本怀特说。

最后,埃里奇那本怀特指出,在最近的甲型H1N1流感流行,一些人感染了致命否则看起来健康。遗传或其他影响IFITM水平的变化可以解释一些病毒脆弱性增加,他说:“我认为这将是重要的找出人们如何改变这些蛋白质的丰度。”

“这说明了工作重要细胞先天免疫反应之间的相互作用和病毒复制,”羊说。“如果IFITM赢得了战争不会有流感病毒复制。如果流感没有引起的先天免疫反应,流感会赢得这场战争,然后细胞(生物)会死。”