人类病毒有古老的杀人密码

美国西北大学最新医学研究报告称,在HIV-1、乙型肝炎和各种疱疹病毒等致病性人类病毒的遗传物质深处,存在着一种古老的杀死密码,它至少有8亿年的历史。

“我们相信这些病毒可以用杀死密码杀死它们的宿主细胞,”这项研究的主要作者,西北大学芬伯格医学院的医学教授Marcus Peter说。“了解病毒是如何影响细胞存活的,尤其是它们是如何杀死宿主细胞的,可能会提供一种攻击感染病毒的细胞并消灭它们的新方法。”

彼得说,这些发现可能为消除所有感染HIV-1的细胞以治愈艾滋病患者开辟了道路。他说:“这可能是可行的,因为这种病毒只感染很小比例的宿主免疫细胞。”

彼得目前正在研究某些病毒——特别是HIV-1病毒——是否真的使用这些编码序列来杀死病毒。

这项研究发表在2019年12月11日的《科学》杂志上。

在《自然通讯》(Nature Communications)杂志2018年发表的一项研究中,彼得和他的团队发现了人类基因组的序列,当这些序列被转化为双链小RNA分子时,它们会触发一种他们认为是古代细胞中用来预防癌症的“杀死开关”。

“人类病毒一定是与一种古老的机制共同进化而来的,”彼得说,他是汤姆·d·斯特恩斯癌症代谢学教授,也是西北大学罗伯特·h·卢里综合癌症中心实体肿瘤转化研究项目的负责人。“病毒在进化过程中就像我们细胞功能的镜子。”

RNA最为人所知的作用是促进基因转化为蛋白质,从而调节细胞的所有功能。然而,有许多非常小的rna (microRNAs)并不编码蛋白质,而是抑制基因表达。

在他的新论文中,Peter和他的同事们证明了可以在17种人类致病病毒的所有microrna中发现这种杀死密码。这些新的数据表明,许多病毒可以通过激活密码杀死细胞。

这项新工作的一个筛选包括来自病毒的microrna,这些病毒通过杀死细胞来致病。科学家们首先发现,在人类卡波西肉瘤相关的疱疹病毒中,一种已知具有抗癌活性的病毒微rna使用了杀伤密码。然后,在HIV-1和乙肝病毒中也发现了有毒的microrna,前者可以杀死某些类型的免疫细胞,后者则通过杀死肝细胞而导致疾病。

“这为病毒如何导致组织破坏提供了一种新的观点,并可能为开发新的抗病毒疗法开辟道路,”第一作者、Feinberg医学院研究副教授安德里亚·穆尔曼(Andrea Murmann)说。

目前,全世界有3800万人感染了艾滋病病毒HIV-1,但还没有治愈的迹象。全世界有2.5亿人患有乙型肝炎,人数甚至更多。

“了解病毒如何影响细胞存活,特别是它们如何杀死宿主细胞,可以提供一种新的方法来攻击受病毒感染的细胞,在不影响未受感染组织的情况下消灭这些细胞,”Peter说。

许多人类致病病毒的microRNAs包含了杀伤代码,这一发现证实了杀伤代码本身的概念。

“在我看来,它证实了我们正在处理的是一个在进化过程中出现并被病毒劫持的古老机制,”彼得说。

接下来,Peter的实验室将测试感染hiv的T细胞(一种免疫细胞)是否可以被人工微rna杀死,这些微rna携带有很强的杀死密码,而不会杀死未感染的免疫细胞。如果科学家观察到hiv感染细胞的选择性死亡,那么这可能是一种可行的策略,在将病毒从感染细胞的基因组中驱除之后,只攻击感染hiv的细胞。

其他西北大学的作者包括伊丽莎白·t·巴托姆(Elizabeth T. Bartom)、马修·j·斯基普马(Matthew J. Schipma)和雅各布·维尔克(Jacob Vilker)。

这项研究由美国国立卫生研究院国家癌症研究所的grant R35CA197450资助。

主题:范伯格医学院,医学,西北医学,研究

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.northwestern.edu/stories/2019/12/human-viruses-harbor-ancient-kill-code/

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