寨卡病毒进入脑细胞的钥匙被识别出来，用来阻止感染和杀死癌细胞

Zika病毒感染可以特技新生儿脑发育，一种称为微骨骼的病症，其中婴儿出生异常小的头部。为了确定如何最佳预防和治疗病毒感染，科学家首先需要了解病原体如何进入脑细胞。

加利福尼亚大学圣地亚哥医学院的两个研究团队使用不同的方法来回答不同的问题，独立地发现了与寨卡病毒相同的分子-αvβ5整合素病毒'进入键脑干细胞。

在2020年1月16日发表的两篇论文中细胞出版社研究人员还发现了利用整合素阻断寨卡病毒感染的方法细胞然后把它变成一种好东西:一种收缩的方法大脑癌症干细胞。

整联蛋白是嵌入细胞表面的分子。它们在细胞依从性和通信中发挥着重要作用，并且已知参与癌症进展和转移。其他几种整合蛋白是其他病毒的已知进入点，包括腺病毒，口腔疾病病毒和轮状病毒，但αvβ5以前没有以其作用而闻名病毒感染。

发现的关键

一支由塔里克Rana，博士学位领导的团队，博士教授和遗传学系遗传学教授和遗传学系，使用CRISPR基因编辑，系统地删除3ob体育开户网址- 在实验室生长的人胶质细胞瘤（脑癌）干细胞的培养。然后，它们将每个变异暴露于Zika病毒以确定病毒进入细胞所需的哪种基因和它们编码的蛋白质。该病毒是 - 首次标记为绿色荧光蛋白（GFP），以允许研究人员将病毒进入视为细胞。

他们的研究发表在细胞的报道他发现了寨卡病毒感染细胞并在细胞中复制所需的92种特定的人类脑癌干细胞基因。但有一个基因脱颖而出，它编码αvβ5整合素。

“整合素是一种众所周知的分子，许多不同的病毒利用它作为进入人体细胞的“门把手”，”Rana说。“我原以为会发现寨卡病毒使用多种整合素，或其他病毒也使用的细胞表面分子。但是我们发现寨卡病毒使用了独特的αvβ5。当我们进一步检查αvβ5在大脑中的表达时，这是完全有意义的，因为αvβ5是唯一富集于神经干细胞中的整合素成员，寨卡病毒优先感染神经干细胞。因此，我们认为αvβ5是寨卡病毒感染脑细胞的关键因素。”

阻断Zika病毒感染

第二项研究发表于细胞干细胞，由杰里米·富人，米德，富通大学圣地亚哥医学院和神经肿瘤学院主任和脑肿瘤研究所和UC San Diego Health的脑肿瘤学院教授领导。了解许多病毒使用整体素进入人体细胞，富人的团队抑制了每种整联蛋白，用不同的抗体看待哪个效果最大。

“当我们阻断其他整合素时，没有区别。里奇说，他同时也是加州大学圣地亚哥分校再生医学协会和斯坦福干细胞临床中心的教师成员。“但如果有αvβ5，用抗体阻断它，几乎完全阻断了病毒感染脑癌干细胞和正常脑干细胞的能力。”

Rich的团队随后用抗体或使编码αvβ5的基因失活来抑制胶质母细胞瘤小鼠模型中的αvβ5。两种方法都阻断了寨卡病毒的感染，并使接受治疗的小鼠比未接受治疗的小鼠活得更长。他们还发现，在手术中阻断患者的胶质母细胞瘤样本中的αvβ5整合素可以阻断寨卡病毒感染。

Rana的团队也阻断了小鼠体内的αvβ5，每天用西伦吉肽或SB273005治疗它们，这两种实验性抗癌药物是针对整合素的。在寨卡病毒感染6天后，服用药物的小鼠大脑中病毒含量只有模拟治疗小鼠的一半。

Rana说:“这些发现不仅有助于推进寨卡病毒研究领域，而且也开启了一种可能性，即我们可以类似地阻止多种使用其他整合素和抗体或小分子抑制剂的病毒入侵。”

Rana和团队现在正在工程缺乏αvβ5整合蛋白的鼠标模型 - 一种工具，使它们能够明确证明分子是Zika病毒进入和复制所必需的。

利用Zika治疗脑癌

富含神经肿瘤科医生专门诊断和治疗含有胶质母细胞瘤的患者，特别是致命和致命的脑肿瘤类型。当他第一次看到Zika病毒如何缩小脑组织时，它让他想起他希望在治疗胶质母细胞瘤的患者时实现的目标。2017年，他和合作者发表了一项研究其中，他们确定Zika病毒选择性地靶向并杀死胶质母细胞瘤干细胞，这往往是抗标准治疗的抗性，并且是手术后胶质母细胞瘤复发的重要原因，导致较短的患者存活率。

里奇的最新研究有助于解释这种病毒对胶质母细胞瘤干细胞的偏好高于健康细胞大脑细胞。αvβ5整合素由两个独立的亚基-αv和β5组成。研究小组发现，胶质母细胞瘤干细胞产生大量的αv亚基(与干细胞相关)和β5亚基(与癌细胞相关)。这些单位共同形成αvβ5整合素，该团队发现，它在胶质母细胞瘤干细胞存活中起着重要作用。这些高水平的αvβ5整合素也有助于解释为什么在研究中，寨卡病毒杀死胶质母细胞瘤干细胞的速度比正常干细胞或其他类型的脑细胞要高得多。

“事实证明，有助于癌细胞成为侵袭性癌症干细胞的事情是Zika病毒用来感染我们的细胞的同样的事情，”富人说。

为了了解如何在人类疾病的更现实的模型中发挥作用，富裕的团队与人类脑疾病建模 - Alysson Muotri，Ph.D.，UC San Diego医学院教授，​​UC SAN的主任迭戈干细胞计划和桑福德联盟的成员进行再生医学和团队。Pinar Mesci，Ph.D.是Muotri的实验室的博士后研究员，产生了一种新的脑肿瘤模型，其中人的胶质细胞瘤肿瘤被移植到人脑细胞体中，可以用于药物发现的实验室“迷你大脑”。研究人员发现，Zika病毒选择性地消除了胶质母细胞瘤干细胞从脑器有机体。抑制αvβ5整合素逆转了这种抗癌活性，进一步强调了这种分子在寨卡病毒破坏细胞能力中的关键作用。

现在里奇的团队正在与其他研究小组合作进行针对性药物研究。除了像Rana的团队正在做的那样寻找阻断寨卡病毒的药物，Rich还对这种病毒的基因修饰感兴趣，这可能有助于更好地摧毁其对脑癌细胞的破坏，同时不影响健康细胞。

虽然我们可能需要修改正常的Zika病毒，以使其更安全治疗脑肿瘤，但我们也可以利用病毒用来破坏细胞来改善我们治疗胶质母细胞瘤的方式，“富人说。“我们应该注意病毒。他们已经在多年来发展才能非常善于瞄准和进入身体的特定细胞。”

寨卡病毒最出名的可能是2015-16年，当时一场大爆发主要影响了拉丁美洲，但也影响了世界上其他几个地区。虽然这种流行病已经过去，但寨卡病毒并没有消失。规模较小的本地寨卡病毒疫情仍在继续，今年夏天，欧洲记录了本土寨卡病毒感染的首批病例。科学家警告说，随着气候变化影响携带寨卡病毒的蚊子的栖息地，寨卡病毒可能会继续传播。该病毒也可以通过性接触从怀孕的母亲传染给胎儿。地球上超过一半的人面临感染寨卡病毒的风险，目前没有安全有效的治疗方法或疫苗。

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