病毒感染可能促進神經(jīng)變性

2021-11-26 16:22

一項新研究表明,一些病毒性疾病可能會導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病。

德國神經(jīng)退行性疾病研究中心官網(wǎng)10月19日消息

這是來自德國神經(jīng)退行性疾病研究中心(DZNE) 的研究人員在《自然-通訊》(Nature Communications)雜志上的報告。他們的評估基于實驗室實驗,他們能夠證明某些病毒分子促進了蛋白質(zhì)聚集體的細胞間傳播,而這些蛋白質(zhì)聚集體是阿爾茨海默病等腦部疾病的典型特征。這些結(jié)果可以提供關(guān)于急性或慢性病毒感染在多大程度上影響神經(jīng)退行性疾病的線索。

研究于2021年10月19日發(fā)表在《Nature Communications》(最新影響因子:14．919)雜志上

錯誤折疊蛋白質(zhì)的聚集體發(fā)生在所謂的朊病毒疾病中,例如克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob Disease,CJD),有能力從一個細胞轉(zhuǎn)移到另一個細胞,然后將它們的異常形狀轉(zhuǎn)移到相同類型的蛋白質(zhì)上。結(jié)果,疾病在大腦中傳播。阿爾茨海默病和帕金森病也有類似的情況,這些疾病也有異常蛋白質(zhì)的積累。聚集體可以通過直接細胞接觸進行交換,通過將“裸”聚集體釋放到細胞外空間或?qū)⑺鼈儼b在囊泡中——這些是被脂質(zhì)殼包圍的微小囊泡,被釋放用于細胞之間的通訊。

“分布的確切機制尚不清楚,”波恩 DZNE 的研究組組長、波恩大學(xué)教授Ina Vorberg 說, “然而,一個明顯的假設(shè)是,聚集體的轉(zhuǎn)移取決于配體 - 受體的相互作用,包括直接細胞接觸和通過囊泡。因為在這兩種情況下,膜都必須相互接觸并融合。如果有配體與細胞表面的受體結(jié)合,然后導(dǎo)致兩個膜融合,這會更容易。”

研究通訊作者 Ina Vorberg 教授

細胞培養(yǎng)實驗

基于這一假設(shè),Vorberg 的團隊在慕尼黑和蒂賓根的 DZNE 的同事以及比利時研究人員的支持下對不同的細胞培養(yǎng)進行了廣泛的測試。

他們研究了朊病毒或 tau 蛋白聚集體的細胞間傳遞,因為它們以類似的形式出現(xiàn)在朊病毒疾病或阿爾茨海默病和其他“tau 蛋白病”中。

在模擬病毒感染后發(fā)生的情況時,研究人員誘導(dǎo)細胞產(chǎn)生病毒蛋白,這些蛋白介導(dǎo)與靶細胞的結(jié)合并與其膜融合。選擇了兩種蛋白質(zhì)作為主要示例:來自 COVID-19 病原體的 SARS-CoV-2 刺突蛋白 S 和水泡性口炎病毒糖蛋白 VSV-G。后者發(fā)生在感染牛和其他動物的病毒中。

配體促進聚集體的傳播

“我們能夠證明病毒蛋白被整合到細胞膜以及細胞外囊泡中。它們的存在通過直接細胞接觸和細胞外囊泡顯著增加了蛋白質(zhì)聚集體在細胞之間的傳播。病毒配體確保將聚集體有效轉(zhuǎn)移或遞送至受體細胞,在該受體細胞中誘導(dǎo)出新的聚集體。配體就像打開受體細胞的鑰匙,從而走私危險貨物,”Vorberg 說, “我們的細胞模型當(dāng)然沒有用非常特殊的細胞類型來繪制大腦的許多方面。然而,我們能夠證明,無論產(chǎn)生病理性聚集體的細胞類型如何,病毒配體都會增加細胞間畸形蛋白質(zhì)的擴散。總而言之,我們的數(shù)據(jù)表明,病毒配體-受體相互作用原則上可以影響病理蛋白的傳播。這是一個新的見解。”

對神經(jīng)變性的可能影響

“在神經(jīng)退行性疾病中,有時會在患者的大腦中發(fā)現(xiàn)某些病毒。據(jù)信,它們會引起炎癥反應(yīng)或有毒,從而加速神經(jīng)退行性變化。病毒蛋白也可能具有不同的作用:它們可以增加蛋白質(zhì)聚集體的細胞間擴散,這已經(jīng)在阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病中進行,” Vorberg 說。“現(xiàn)在必須對攻擊神經(jīng)系統(tǒng)的病毒進行更仔細的檢查。病毒感染對神經(jīng)退行性疾病的影響值得更深入的研究。”

德國神經(jīng)退行性疾病研究中心是一個研究機構(gòu),研究神經(jīng)退行性疾病(如阿爾茨海默病、帕金森病和肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥)的各個方面,以開發(fā)預(yù)防、治療和患者護理的新方法

參考文獻

Source:DZNE

Viral Infections Could Promote Neurodegeneration

Reference:

Liu, S．, Hossinger, A．, Heumüller, SE． et al． Highly efficient intercellular spreading of protein misfolding mediated by viral ligand-receptor interactions． Nat Commun 12, 5739 (2021)． https://doi．org/10．1038/s41467-021-25855-2

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