研究小组展示了急性病毒感染是如何持续的
由呼吸道合胞病毒(RSV)、麻疹、副流感和埃博拉病毒等病毒引起的感染通常被认为是急性的。这些病毒能迅速引起疾病,并在宿主体内存活一段有限的时间。但在某些情况下,感染和病毒本身的影响可能会持续。例如,呼吸道合胞病毒可导致慢性呼吸道疾病,麻疹可导致脑炎,埃博拉病毒可通过被认为已治愈的患者传播。
宾夕法尼亚大学的新发现表明了一种可以解释病毒如何徘徊的机制。研究人员发现,叫做缺陷的病毒基因组,缺血性病毒基因组的病毒性缺陷,缺血性感染,可参与触发免疫应答的分子途径。该研究使用了一种新的技术在逐细胞基础上检查DVG的存在,表明富含抗体的细胞在免疫系统攻击面前有生存的策略。
宾夕法尼亚大学兽医学院微生物学和免疫学副教授Carolina B. López说:“该领域长期以来所知道的一件事是,DVGs会在组织培养中促进持续感染。”“但问题是,你如何调和这一事实,他们也非常免疫刺激?”它们如何在促进持久性的同时帮助清除病毒?我们的工作有助于解释这一明显的悖论。”
López是该研究的资深作者,与共同主要作者、实验室成员徐洁和孙艳合作。合作者包括宾夕法尼亚大学兽医学院的Gordon Ruthel和Daniel Beiting,宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的Yize Li和Susan R. Weiss以及工程和应用科学学院的Arjun Raj。他们的研究发表在自然通讯。
DVG多年来一直是López的实验室的主要焦点。当病毒开始迅速复制时,这些部分病毒基因组在感染的细胞中产生,导致含有大缺失的本身的缺陷版本。一旦认为不具有任何生物学功能,DVG越来越被认为是病毒感染的重要组成部分。
2013年,López及其同事报告说,DVG在刺激小鼠中对呼吸道病毒的免疫反应至关重要;当DVG从病毒中耗尽时,小鼠感染更严重。2015年,他们报告说,DVG也对刺激刺激免疫反应这也首次证明在来自感染患者的人类呼吸道样本中存在DVGs与增强的抗病毒免疫应答相关。
在目前的工作中,López的团队使用了一种复杂的技术,使他们能够在单细胞水平上区分DVGs的全长基因组和部分基因组。他们研究了被仙台病毒或RSV感染的培养细胞,RSV是一种经常感染婴儿并可能导致慢性呼吸道疾病的病毒,
研究人员发现与绿色的红色和部分DVG中的全长基因组标记,发现与细胞到细胞的差异。一些细胞几乎没有任何DVG,而其他细胞高度富含DVG,只有少量的全长基因组。
López说:“我们在许多不同的细胞系中看到了这种现象,甚至在受感染的小鼠肺中也有。”“我们以前没有意识到,这些dvg的情况有很大的异质性。”
为了更深入地研究dvg是如何影响感染过程的,研究人员用缺乏dvg的仙台病毒或富含dvg的仙台病毒感染细胞。感染高DVGs病毒的细胞存活时间是不感染DVGs病毒的细胞的两倍多。加入纯化的DVGs可以延长细胞的存活时间,说明DVGs在促进细胞存活方面有直接作用。
与RSV平行实验的结果相似,表明DVGs的促存活作用在不同病毒类型中都存在。
接下来,研究人员想知道哪些分子途径可能使富含dvg的细胞避免凋亡。通过对dvg丰富细胞中高表达基因与全长病毒基因组细胞的对比分析,发现在dvg丰富细胞中有许多促生存基因被激活。值得注意的是,这些基因编码TNF通路的信号蛋白,已知可以提高免疫力和细胞存活,以及IFN,已知在抗病毒免疫中发挥作用。
最后一组实验阐明了一组dvg富集细胞在病毒感染期间持续存在的机制感染。López和同事发现,通过蛋白质mavs和tnf受体2的信号传导保护被感染细胞来自TNFα其他触发的凋亡。
López说:“我们发现TNF在这些感染中具有双重作用。”“如果TNF与一个没有MAVS通路参与但被感染的细胞结合,细胞就会被杀死,但是,如果细胞确实有这个通路参与,那么它就会受到保护。在抗病毒应答过程中,MAVS被激活,只有有大量DVGs的细胞激活这一通路。这些数据表明,如果我们的细胞参与抗病毒反应,它们就会被连接起来存活下来,这解释了DVGs自相矛盾的功能。似乎为了持续,病毒正在利用这些宿主的途径,在那里促进生存细胞努力消除病毒。"
这些结果,虽然仅限于当前报告中的体外研究,但指出了DVGs可能使“急性”病毒感染持续存在的一种方式。
López希望建立在这些调查结果上,以确保他们持有体内。她也很想了解有关TNF的双重角色的更多信息,这可能有助于解释为什么使用TNF针对性疗法并不总是如预期拒绝。
López说:“我想看看是否有一种方法可以控制这一途径,最大限度地减少和避免这些病毒的持续存在,如果我们考虑到与这些呼吸道病毒相关的慢性疾病,这真的很重要。”
此外,她还想探索这种途径的通用性如何,或许它能帮助解释埃博拉和寨卡病毒感染中出现的病毒持续性问题。
进一步探索
用户评论