休眠的病毒基因可能被唤醒导致ALS

美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的科学家发现，在某些形式的肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)中，嵌入人类基因组的古老病毒基因的重新激活可能会导致神经元的破坏。研究结果发表在科学转化医学的研究表明，人类内源性逆转录病毒基因(HERVs)与ALS之间存在联系。这一发现还提出了一个问题，即类似于抑制艾滋病病毒的抗逆转录病毒药物是否可能帮助一些ALS患者。

几代人以来，人类一直在传递可能发生在数百万年前的HERV感染的遗传残余。虽然接近百分之八的正常人类基因组是由这些组成的吗基因在美国，人们对它们在健康和疾病方面的作用知之甚少。

“人们称这些病毒的基因为垃圾DNA。我们的研究结果表明，它们可能在肌萎缩性侧索硬化症(ALS)期间被激活，”Avindra Nath医学博士说，他是美国国立卫生研究院神经疾病和中风研究所(NINDS)的临床主任，也是该研究的资深作者。“最终，我们希望这些研究结果将为一种令人心碎的疾病带来有效的治疗方法。”

目前，为拥有ALS的超过12,000名美国人没有有效的待遇。这种致命的疾病破坏了神经元它控制着说话、走路、呼吸和吞咽等动作。在极少数情况下，艾滋病毒感染者会出现类似als的症状。在这些患者中，许多症状可以通过治疗逆转抗逆转录病毒药物。此前的研究在一些ALS患者的血液中发现了逆转录酶，这是一种由逆转录基因编码的蛋白质，但它在该疾病中的作用尚不清楚。

这些观察促使纳特博士和他的团队探索逆转录病毒和肌萎缩性侧索硬化症之间可能的联系。出乎意料的是，他们发现内源性或遗传性逆转录病毒可能与ALS有关。

最初，他们表明，来自ALS患者的脑样本具有高于人类内源性逆转录病毒K（HERV-K）的基因编码的信使RNA（mRNA）的正常水平。由Als患者的脑样品中发现由临界肝病基因编码的蛋白质，但不是来自健康个体或阿尔茨海默病的患者。他们还表明，患肝病基因的激活杀死了在培养皿中生长的健康人神经元。

为了测试HERVs在肌萎缩性侧索硬化症中的作用，科学家们对老鼠进行了基因改造，使它们的神经元激活了HERV-K env基因。这些老鼠比正常老鼠死得早，而且随着年龄的增长，它们的平衡能力和行走能力都出现了问题。当科学家们检查这些老鼠的大脑、脊髓和肌肉时，他们发现只有运动神经元受损，这些细胞在肌萎缩性侧索硬化症中控制运动并死亡。神经系统其他部分的细胞保持健康。

“我们发现,运动神经元可能在肌萎缩性侧索硬化症中容易受到这些基因的激活，”纳特博士说。

最后，科学家们表明，HERV-K基因的激活可以通过TDP-43来控制，一种基因调节蛋白，其与ALS强烈连接并已知控制艾滋病毒生产。遗传增强人类神经元中的TDP-43增加了细胞的骨疱疹MRNA和蛋白质的产生，而遗传阻断TDP-43在其它细胞中降低了Herv-K逆转录酶活性。

纳特博士和他的团队目前正在与约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University) ALS中心合作，研究抗逆转录病毒疗法是否能有效地控制一部分ALS患者的HERV-K复制。

“我们可能已经发现了一种治疗神经退行性疾病的精确药物解决方案，”纳特博士说。

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