寨卡病毒剥夺了免疫细胞的身份
巨噬细胞是免疫细胞,应该保护身体免受病毒和细菌的感染。然而,寨卡病毒优先感染这些细胞。加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员已经揭示了这种病毒是如何关闭使巨噬细胞发挥免疫细胞功能的基因的。
这项研究发表在9月10日的那一周美国国家科学院院刊。
在孕妇身上,寨卡病毒会阻碍新生儿大脑的发育,导致婴儿出生时头小得不正常,这种情况被称为小头症。成年人的大脑细胞也可能易受病毒感染。
“我们知道寨卡病毒会破坏多种细胞类型,尤其是在大脑中,但我们还不知道它是如何导致细胞死亡或功能障碍的,”加州大学圣地亚哥分校医学院的副医生、医学博士、第一作者亚伦·卡林说。“因此,我们在巨噬细胞中看到的一般基因转录和身份的丧失,在神经干细胞试图发展成新神经元时也可能是至关重要的。”
Carlin和Christopher K. Glass(医学博士,加州大学圣地亚哥分校医学院细胞和分子医学系教授)以及Sujan Shresta(拉霍亚过敏和免疫学研究所教授)共同领导了这项研究。
Carlin和他的团队首先开发了一种标记寨卡病毒内部的方法活细胞,以及对标记(感染)和未标记(未感染)的人类巨噬细胞进行分类的机制。以前的许多病毒研究都依赖于接触过病毒的细胞培养皿,但并非所有细胞都被感染了。因此,在实验室“感染”中测量的细胞效应通常是受感染细胞和未受感染细胞内部发生的混合。
“如果你的目标是看一个病毒对细胞做了什么,你需要专注于只有感染的细胞来获得真正的代表性,”卡林说。
他们发现新技术的差异是惊人的。
格拉斯说:“我们惊讶于被感染细胞和未被感染细胞在基因开启或关闭方面的差异,甚至是相邻的两个细胞。”“令人惊讶的是,即使他们暴露在相同的环境中,他们的反应是完全不同的。现在我们知道,这些差异是病毒造成的,而不是免疫反应过程中细胞周围发生的任何其他事件造成的。”
这种方法更准确地说明了寨卡病毒对巨噬细胞的影响,并揭示了病毒通过两种方法抑制细胞中的基因生产。首先,该病毒特异性地阻断了数百个本该被干扰素(一种引发免疫反应的分子)刺激的巨噬细胞基因。例如,IFITM1抑制寨卡病毒的基因在寨卡病毒中表达量减少了73倍被感染细胞比相邻的未感染细胞其次,寨卡病毒感染导致基因生产普遍受到抑制,因为该病毒以RNA Pol II为靶点,而RNA Pol II是细胞基因转录机制的关键部分。RNA Pol II的丢失在负责巨噬细胞功能和特性的基因中尤为显著。
总的来说,这些方法允许寨卡病毒阻止巨噬细胞制造更多基因参与免疫细胞招募和抗病毒防御。
接下来,Carlin、Glass和他们的团队有兴趣将他们的新分选技术应用到被其他病毒感染的细胞上。他们还希望检测感染寨卡病毒的其他细胞类型病毒,如神经干细胞。
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