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近期病毒感染研究领域突破性成果一览

来源:本站原创 2017-08-27 14:04

本文中,小编整理了近期病毒感染研究领域的突破性进展,分享给各位!与大家一起学习!

【1】Nat Methods:重大突破!科学家首次开发出能展现病毒感染健康细胞整个过程的3D电影

doi:10.1038/nmeth.4395

近日,刊登在国际杂志Nature Methods一篇研究报告中,来自威斯康星大学米尔沃基分校的研究人员通过研究首次开发出了一种三维电影来展现病毒如何感染健康细胞,该研究或能潜在帮助增强研究者对细胞内部生物进程的理解,当然也为开发抵御多种因病毒引发的人类疾病的新型疗法提供了新的希望。

文章中,研究者开发了一种新型算法从无序嘈杂的数据中重建连续性的图像,在X射线自由电子激光器(X-ray free electron laser)的帮助下,研究人员收集到了数百万个病毒的快照图像,Abbas Ourmazd教授说道,过去科学家们会尽力通过观察在过程开始和结束时查看静态照片的方式来在分子水平下推断细胞内部发生的生物学过程,但研究者并不知道开始和结束期间所发生的过程。

通过将机器学习、微分几何、图论和衍射物理学概念进行结合,研究人员开发出了一种能够重建连续性图像的新型算法;研究者说道,为了进行复制,病毒会入侵健康细胞,释放其DNA并且有效拦截细胞器为自己所用来制造大量病毒粒子,随后大量病毒会被释放到细胞外进而感染其它健康细胞。病毒能够重新排列自身的基因组成分,并且形成管状结构将DNA注入到细胞中。本文研究为研究人员理解感染过程病毒如何发生改变提供了新的线索。

【2】npj Vacc:新型DNA运输策略或能有效抵御一系列流感病毒的感染

doi:10.1038/s41541-017-0020-x

近日,一项刊登在国际杂志npj Vaccines上的研究报告中,来自维斯塔研究所的研究人员通过对临床前模型进行研究开发了一种新型合成性、基于DNA的策略,这种新型策略能够为机体提供保护作用来抵御一系列流感病毒的侵袭。

我们往往会注意到,每年流感病毒毒株都会发生变化,季节性流感疫苗往往能够有效抵御那些每年春季在哨点实验室中鉴别出的流感毒株,随后流感疫苗就会被大批量生产,人们就会在流感季节来临时进行接种。研究者David Weiner博士认为,匹配的过程并不是一门完美的科学,因此,在某些流感季节,可用的疫苗往往并不能很好地同流行的病毒毒株进行匹配,这样流感疫苗抵御机体免于流感病毒感染的效力就会大大降低。

流感偶尔也会发生毒株转移,从而导致流感的大流行,因此研究人员就需要开发一种新型策略来帮助开发新型疫苗,此外一些弱势群体往往并不能够对疫苗产生较好的反应,这就迫使研究者需要开发出简单且具有广谱性的策略来抵御流感病毒的侵袭。流感疫苗能够通过刺激接种者机体的免疫系统产生抗体来发挥作用,这些抗体能够保护机体免于特定流感病毒的入侵,但却无法帮助机体有效抵御其它类型流感病毒的攻击。

【3】Cell:逆转T细胞精疲力竭改进抵抗癌症和病毒感染的免疫疗法

doi:10.1016/j.cell.2017.06.007

在一项新的研究中,来自美国圣犹大儿童研究医院的研究人员发现T细胞如何变得“精疲力竭(exhausted)”,即不能够攻击癌细胞或病毒等入侵者。这一发现是重要的,这是因为接受癌症免疫疗法治疗的病人经常是没有反应性的或者经历疾病复发,而且有人已提出这些挑战可能归咎于T细胞精疲力竭。在研究病毒感染或肿瘤的临床前模型系统中,他们发现一种已在使用的化疗药物能够逆转这种精疲力尽。这些发现为开发更加强效的和持久的免疫疗法提供一种新的途径。相关研究结果发表在2017年6月29日的Cell期刊上,论文标题为“De Novo Epigenetic Programs Inhibit PD-1 Blockade-Mediated T Cell Rejuvenation”。论文通信作者为圣犹大儿童研究医院免疫学家Ben Youngblood博士。

Youngblood团队报道这些发现解释了一种被称作免疫检查点阻断(immune checkpoint blockade)的免疫疗法为何经常会失效。在这种治疗中,病人接受一种药物治疗,移除对他们的T细胞的抑制,从而允许它们杀死病毒感染细胞或肿瘤细胞。这些抵抗肿瘤的T细胞检测癌细胞表面上的一种蛋白抗原,从而触发这种攻击。Youngblood说,在这类免疫疗法中,T细胞精疲力竭是成功治疗的一个重大的障碍。

【4】Nature:鉴定出蛋白Nlrp9b抵抗轮状病毒感染机制

doi:10.1038/nature22967

轮状病毒(rotavirus)是婴儿和儿童罹患肠胃炎和腹泻的一种最为常见的原因,每年导致全世界大约21.5万人死亡。它是高度传染性的和潜在致命性的。这种病毒特异性地感染宿主小肠中的肠上皮细胞,并且已进化出抵抗干扰素和NF-κB信号的策略来躲避免疫系统,这就提出一个问题:其他的宿主因子是否参与肠道粘膜中的抗病毒反应。不过,针对体内(特别是通过NLR炎性体)检测和限制肠道病毒的机制,人们知之甚少。

在一项新的研究中,来自美国耶鲁大学医学院等研究机构的研究人员发现蛋白Nlrp9b在肠上皮细胞中特异性地表达,并且限制轮状病毒感染。他们通过一系列实验证实Nlrp9b通过一种被称作Dhx9的RNA解旋酶,识别较短的双链RNA片段,并且与衔接蛋白Asc和半胱天冬酶-1(caspase-1)形成炎性体复合物,从而促进白细胞介素-18(IL-18)成熟和Gsdmd诱导的细胞焦亡(pyroptosis)。在体内条件性剔除肠道中的Nlrp9b或者其他炎性体组分会导致小鼠对轮状病毒感染更加敏感。相关研究结果于2017年6月21日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Nlrp9b inflammasome restricts rotavirus infection in intestinal epithelial cells”。论文通信作者为耶鲁大学医学院免疫生物学系研究员Richard Flavell。

【5】Cell:揭示大脑抵抗尼罗河病毒感染新方式

doi:10.1016/j.cell.2017.03.011

在一项新的研究中,来自美国华盛顿大学医学院等研究机构的研究人员证实在西尼罗河病毒感染期间,在很多其他细胞类型中发现的一种生化自我摧毁触发物似乎保护脑细胞的生命,这就意味着身体为了摧毁这种病毒和招募体内的防御力量抵抗它的感染不是通过杀死脑细胞实现的。相关研究结果近期发表在Cell期刊上,论文标题为“RIPK3 Restricts Viral Pathogenesis via Cell Death-Independent Neuroinflammation”。

已知这种自我摧毁触发物是一种被称作RIPK3的蛋白质,它在体内其他部位遭受感染或损伤期间会激活某种类型的细胞死亡。被感染的细胞以这种方式死亡是有助身体清除这种感染的一种保护性机制。

然而,在西尼罗河病毒感染期间,脑细胞中的RIPK3激活并不导致它们死亡。这是因为它在中枢神经系统中的信号与在体内其他部位的细胞类型中的不一样。它的大脑特异性作用提示着RIPK3在中枢神经系统中的功能并没有在其他组织中观察到。

【6】Nature:揭示寨卡病毒感染暴发机制

5月17日,国际知名学术期刊《自然》(Nature)发表了题为《进化导致寨卡病毒在埃及伊蚊上感染力增强》(Evolutionary enhancement of Zika virus infectivity in Aedes aegypti mosquitoes)的研究论文。该研究发现,由于病毒位点发生突变,导致亚洲系寨卡病毒感染埃及伊蚊的能力增强。这项发现为解释近年来寨卡病毒暴发流行提供了科学依据。

蚊媒传染病是通过蚊虫叮咬传播给人类及动物宿主的一大类疾病。近年来,多种新发及再发病毒性蚊媒传染病,包括寨卡病毒(ZIKV)、登革病毒(DENV)和乙型脑炎病毒(JEV)等,对人类健康产生了严重威胁。寨卡病毒在进化过程中分为两个世系:一个是非洲世系,主要在非洲的丛林中循环传播;另一个是亚洲世系,主要在东南亚等地区流行。2015年起,由亚洲系寨卡病毒主导的寨卡疫情在南美洲暴发,并迅速扩散到40多个国家,引起胎儿小头畸形和格林巴氏综合症,造成上百万人感染。2016年世界卫生组织宣布,寨卡病毒的暴发流行已是全球紧急公共卫生事件。

【7】Nat Med:学习和记忆不好?原因可能在于病毒感染导致的免疫反应

doi:10.1038/nm.4340

在一项新的研究中,来自美国纽约大学朗格尼医学中心的研究人员发现身体对流感病毒和HIV等病毒作出的免疫反应可能导致学习和记忆问题。相关研究结果于2017年5月15日在线发表在Nature Medicine期刊上,论文标题为“CX3CR1+ monocytes modulate learning and learning-dependent dendritic spine remodeling via TNF-α”。

通过研究小鼠获得的证据提示着病毒进入血液会激活“首批应答者”免疫细胞,即CX3CR1highLY6Clow单核细胞,这些免疫细胞随后释放炎性信号蛋白TNFα。TNFα随后迁移到大脑中,在那里,它阻止将感觉信息转化为记忆所需的神经细胞连接形成。

尽管病毒导致的免疫系统激活长期以来与认知问题相关联,但是它的内在机制很少获得理解。在这项新的研究中,研究人员发现病毒相关的免疫激活导致皮质(负责学习的大脑区域)中大脑回路内的神经细胞之间的连接丢失。这些小鼠随后在学习能力测试中表现得较差。

这些研究人员说,在神经连接上观察到的这些变化不是在大脑中触发的,而是在身体外周组织中病毒感染首先与血液中的CX3CR1highLY6Clow单核细胞相接触的地方触发输出的。

【8】Nature 子刊:用高通量免疫测序诊断病毒感染

DOI:10.1038/ng.3822

药明康德合作伙伴 Adaptive Biotechnologies 宣布在《自然》子刊《Nature Genetics》上发表创新型研究论文,结果证明可提供一种潜在的新颖方法诊断慢性病毒感染。

Adaptive Biotechnologies 是高通量测序领域的先驱性公司和领军企业之一,其专长于结合生物信息学来鉴定分析 T 细胞和 B 细胞受体。这家公司的 immunoSEQ 平台帮助科研人员在肿瘤学、自身免疫疾病、传染病和基础免疫学等领域展开前沿研究。以服务或试剂盒形式,immunoSEQ 测定方法可以高度精细地从单个样品中鉴定分析数百万个 T 细胞和 B 细胞受体。该 immunoSEQ 平台分析工具可提供定量、可重复的测序结果,加上其强大的访问功能以及易于使用的特性,Adaptive 免疫测序平台的准确性和灵敏度优势已经逐步入驻世界各地的实验室,推动癌症和其他免疫介导疾病的突破性研究;同时,该公司也将免疫测序发现转化为临床诊断和治疗手段,以改善患者的护理水平。

【9】Nat Microbiol:重磅!科学家发现控制人类机体病毒感染的新机制

doi:10.1038/nmicrobiol.2016.250

日前,来自加利福尼亚大学的研究人员通过研究揭示了人类机体细胞对A型流感病毒产生免疫力的分子机制,相关研究刊登于国际杂志Nature Microbiology上。该研究对于后期研究人员深入理解RNA病毒诱发的人类疾病的免疫学机制提供了新的思路,RNA病毒包括流感病毒、埃博拉病毒、西尼罗病毒和寨卡病毒等。

研究者Shou-Wei Ding教授指出,这项研究为我们理解人类机体如何对病毒感染产生反应提供了很好的研究线索,也为开发新方法来控制机体的病毒感染提供了研究基础;这项研究基于20多年前我们进行的抗病毒RNAi(RNA干扰)的研究,即机体能够产生一种小分子的干扰RNA(siRNAs)来清除病毒。

最初研究中,研究者发现,RNAi是植物、昆虫以及线虫机体中一种常见的抗病毒机制,在这些有机体中病毒的感染需要通过特殊病毒蛋白介导RNAi的有效抑制作用,进而研究者就开始在哺乳动物机体中研究RNAi的抗病毒防御机制了;2013年刊登在Science上的一篇研究报告中,研究者发现,小鼠能够利用RNAi来破坏病毒,但关于是否在人类机体中也会有相同的机制,研究者们至今仍存在一定的争议。

【10】武汉病毒所筛选得到阻断乙脑病毒感染的小分子药物

乙脑病毒(Japanese encephalitis virus,JEV)属于黄病毒科黄病毒属,是通过蚊虫进行传播的虫媒病毒。JEV引起的乙型脑炎致死致残率高,我国是乙脑的高发区,曾一度占世界总发病人数的80%。目前JEV疫苗的使用在一定程度上减少了乙脑的发病率,但对于已发病的患者,仍然没有针对性的特效药或治疗手段,寻找治疗JEV感染的特效药物是目前刻不容缓的任务。

中国科学院武汉病毒研究所肖庚富课题组通过对美国食品和药物管理局批准的1018种药物的筛选,得到5种对JEV的治疗指数大于10的小分子药物,分别是马尼地平、西尼地平、盐酸贝尼地平、吡美莫司和奈非那韦。前3种药物属于电压门控型钙离子通道抑制剂,吡美莫司常用于皮肤消炎,奈非那韦是艾滋病毒蛋白酶抑制剂。通过对不同感染时间段的考察,确定这5种药物均作用于JEV的复制阶段;通过对黄病毒科的寨卡病毒(ZIKV)、登革病毒(DENV-2)、西尼罗病毒(WNV)的抗病毒效应考察,发现这5种药物对黄病毒科病毒均具有广谱抗病毒效应;通过进一步考察不同类型的钙离子通道抑制剂的作用,明确细胞内钙离子在JEV感染中发挥重要作用。在此基础上,研究人员重点考察了其中一种钙离子通道抑制剂马尼地平的抗病毒作用机制。(生物谷Bioon.com)

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