Cell子刊:利用病毒發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的致命要害
日期:2015-01-27 08:49:39
最近,美國Gladstone研究所的科學(xué)家進(jìn)行的一項(xiàng)連續(xù)性研究,揭示了兩種致命病毒——丙型肝炎(HCV)和卡波濟(jì)氏肉瘤相關(guān)皰疹病毒(KSHV)所采用的新戰(zhàn)術(shù)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在1月22日的Cell旗下子刊《Molecular Cell》雜志,研究人員構(gòu)建了感染過程中病毒與宿主蛋白接觸點(diǎn)上的蛋白相互作用完整圖——相互作用組(interactomes)。通過這些蛋白質(zhì)相互作用,科學(xué)家們不僅對(duì)病毒有了深刻理解,而且還發(fā)現(xiàn)了各種感染所靶定的一組常見宿主蛋白。他們的研究結(jié)果表明,這些蛋白質(zhì)和細(xì)胞過程,對(duì)于人體及其病毒入侵者,都是最關(guān)鍵的,可以說是致命要害。
這項(xiàng)研究的通訊作者、Gladstone 研究所資深研究員Nevan Krogan博士指出:“病毒是進(jìn)一步揭示人類生物學(xué)的奇妙工具。病毒是相對(duì)簡(jiǎn)單的生物,它們往往只有10到20個(gè)基因,但是它們能夠通過靶定每個(gè)重要生物過程中的關(guān)鍵蛋白質(zhì)和基本通路,對(duì)我們的系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。這讓我們對(duì)感染過程中被劫持的關(guān)鍵機(jī)制有了深刻見解,能夠幫助我們開發(fā)出預(yù)防或治療疾病的新策略。”
在第一項(xiàng)研究中,加州大學(xué)舊金山分校(UCSF)細(xì)胞與分子藥理學(xué)教授、加州定量生物科學(xué)研究所主任Krogan博士,與Gladstone研究所資深研究員Melanie Ott博士合作,確定了HCV和HCV感染的人肝臟細(xì)胞中的蛋白質(zhì)之間的相互作用。這引起了超過5000種病毒-宿主蛋白質(zhì)相互作用,研究人員將其縮減至139種關(guān)鍵連接,對(duì)于HCV感染是必需的,涉及10個(gè)HCV蛋白和宿主肝細(xì)胞中的133個(gè)蛋白。
雖然HCV治療的許多進(jìn)步已經(jīng)使患者受益,但是病毒是如何損害肝臟的,仍然是未知的。由第一作者Holly Ramage和G. Renuka Kumar確定的HCV相互作用組,可能對(duì)這方面有所幫助。
UCSF醫(yī)學(xué)教授Ott博士解釋說:“我們對(duì)于HCV還有很多不知道的地方,比如它如何感染細(xì)胞,它會(huì)破壞什么過程,為什么它對(duì)身體如此有害。蛋白質(zhì)相互作用組,對(duì)于病毒如何影響被感染的細(xì)胞,提供了一個(gè)公正全面的認(rèn)識(shí),這可以幫助我們回答許多重要的問題。最終,這些信息可以指導(dǎo)我們獲得肝臟病理學(xué)相關(guān)疾?。ㄈ缋w維化和癌癥)預(yù)防治療的新線索。”
通過一次去除細(xì)胞中相互作用的宿主蛋白,研究人員能夠確定它們?cè)诟腥具^程中發(fā)揮了什么功能:是宿主蛋白質(zhì)被病毒劫持并用來傳播感染?亦或它們是抗擊病毒的一部分防御機(jī)制?這表明,HCV阻止并侵占了一種新的關(guān)鍵宿主機(jī)制,來支持自身的生存和復(fù)制。
第二項(xiàng)研究是加州大學(xué)伯克利分校的Krogan和Britt Glaunsinger博士合作完成,利用皰疹病毒KSHV首次產(chǎn)生了最大的宿主-病毒蛋白相互作用組。令人吃驚的是,產(chǎn)生了50,000個(gè)病毒-宿主蛋白相互作用,其中大約500個(gè)似乎參與了病毒感染。
KSHV可引起卡波濟(jì)肉瘤——艾滋病患者中常見的一種癌癥,因此研究人員特別感興趣的是,KSHV與HIV或癌癥蛋白重疊的相互作用點(diǎn)在哪里。研究人員發(fā)現(xiàn),KSHV中的潛伏蛋白——與病毒的活性狀態(tài)有關(guān),控制著卡波濟(jì)肉瘤中突變的相同基因。此外,宿主蛋白之間的顯著重疊存在于與KSHV及HIV相互作用的宿主蛋白之間。兩種病毒之間的交叉表明,這些宿主蛋白的相互作用點(diǎn)尤其重要,因此可以成為阻止感染的新的、更普遍的治療方法的理想靶點(diǎn)。
Krogan博士說:“設(shè)計(jì)一種治療方法靶定一些這樣的細(xì)胞機(jī)制,可能為抗擊疾病提供一個(gè)良方,不僅僅是KSHV或HCV,而且還有許多病毒感染。通過識(shí)別病毒劫持和重新連接的最重要的細(xì)胞成分,我們可以設(shè)計(jì)更合理的藥物,靶定病毒的薄弱點(diǎn),以及它與宿主相互作用的地方。”
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