在人体细胞和小鼠中,治愈普通感冒,研究报告
斯坦福大学(Stanford University)和加州大学旧金山分校(University of California-San Francisco)的研究人员领导的一项研究表明,暂时使细胞内的一种蛋白质失效,或许可以保护我们免受普通感冒和其他病毒性疾病的侵袭。
研究结果是在人细胞培养物和小鼠中进行的。
“我们的奶奶总是问我们,‘如果你这么聪明,为什么还想不出治疗感冒的方法?’”微生物学和免疫学副教授Jan Carette博士说。“现在我们有了一种新方法。”
这种以我们自身细胞中的蛋白质为靶点的方法也有助于阻止与哮喘、脑炎和小儿麻痹症相关的病毒。
感冒,或非血统相关的上呼吸道感染,是大部分滋扰。它们也是世界上最常见的传染病,美国经济估计每年400亿美元。至少有一半的感冒是鼻病毒感染的结果。大约有160种已知类型的鼻病毒,有助于解释为什么感冒不会阻止你一个月后再次获得另一个。更糟糕的是,鼻病毒是高度突变的,因此快速发展耐药性以及逃避由之前的接触或疫苗引起的免疫监视。
一项研究将于9月16日在线发表自然微生物学,披肩和他的伙伴发现一种方法来阻止广泛的肠病病毒,包括鼻病毒,从培养的人类细胞和小鼠中复制。他们通过禁用蛋白质来完成此壮举哺乳动物细胞所有的肠道病毒似乎都需要它来复制。
Carette与Or Gozani(医学博士,博士,斯坦福生物学教授,Morris Herzstein生物学教授)共同担任高级作者;Raul Andino博士,加州大学旧金山分校微生物学和免疫学教授;以及加州大学旧金山分校细胞和分子药理学教授内万·克罗根博士。主要作者是前斯坦福大学研究生Jonathan Diep博士,斯坦福大学博士后学者Yaw Shin Ooi博士和Alex Wilkinson博士。
众所周知和害怕
脊髓灰质炎病毒是最著名和最可怕的肠道病毒之一。直到20世纪50年代一种有效的疫苗问世之前,这种病毒每年仅在美国就造成成千上万的儿童瘫痪和死亡。自2014年以来,另一种肠病毒EV-D68与美国和欧洲令人困惑的两年一度的脊髓灰质炎样疾病急性弛缓性脊髓炎爆发有关。其他肠道病毒可导致脑炎和心肌炎——分别是大脑和心脏的炎症。
像所有病毒一样,肠道病毒轻轻地旅行。为了复制,它们利用他们感染的细胞中的蛋白质。
看看人体细胞中的蛋白质对肠道病毒繁殖是至关重要的,调查人员使用Carette的实验室中产生的基因杂化筛网。它们产生了肠病毒可能感染的人体细胞的培养线。然后研究人员使用基因编辑来随机禁用一个单一基因在每个单元格中。由此产生的培养液中所包含的细胞总体上缺少我们基因组中每个基因中的一个或另一个。
科学家们先用RV-C15病毒(一种已知会加剧儿童哮喘的鼻病毒)感染培养物,然后再用EV-C68病毒(与急性弛缓性脊髓炎有关)感染培养物。在每一种情况下,一些细胞成功地在感染中存活下来并形成菌落。科学家们能够确定在每个存活的菌落中哪些基因已经被淘汰。虽然RV-C15和EV-D68都是肠道病毒,但它们在分类上是不同的,需要不同的宿主细胞蛋白质来执行它们的复制策略。所以,编码每种病毒所需蛋白质的大多数人类基因也是不同的。但只有少数个体基因的缺失抑制了这两种类型进入细胞、复制、冲出细胞“旅馆房间”并入侵新细胞的能力。这些基因中有一个特别突出。这种基因编码一种叫做SETD3的酶。“这显然对病毒式传播的成功至关重要,但人们对此知之甚少,”Carette说。
科学家们培养了缺乏SETD3的人类细胞,并尝试用几种不同类型的肠病毒(ev - d68)、脊髓灰质炎病毒、三种不同类型的鼻病毒和两种可导致心肌炎的柯萨奇病毒感染它们。这些病毒都不能在setd3缺失的细胞中复制,尽管它们都能掠夺恢复了setd3产生能力的细胞。
研究人员观察到病毒在体内的复制量减少了1000倍人体细胞与对照组相比,缺乏SETD3。在感染多种鼻病毒或EV-D68的人支气管上皮细胞中,敲除SETD3的功能可将其复制减少约100倍。
不透水的老鼠
小鼠生物工程彻底缺乏Setd3增长至显然是健康的成年性,并且是肥沃的,但它们不受可能导致麻痹和致命脑炎的两种不同肠道病毒的感染,即使这些病毒在新出生后很快直接注射小鼠的大脑。。
“与正常小鼠相比,缺乏setd3的小鼠完全不受病毒的影响,”Carette说。“死在水里的是病毒,不是老鼠。”
科学家们了解到,肠道病毒不需要细胞用来进行常规酶活性的SETD3部分。相反,肠道病毒携带着一种蛋白质,这种蛋白质与SETD3分子的不同部分相互作用,以某种未知的方式,对它们的复制是必要的。
“这给了我们希望,我们可以开发一种药物,具有广泛的抗病毒活性,不仅可以对抗普通感冒,还可能对抗所有肠道病毒,甚至不会扰乱SETD3在我们体内的常规功能。细胞”,Carette说。
进一步探索
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