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Cell Rep:新型遗传筛查工具或能有效鉴别出流感病毒如何浸润宿主细胞

来源:本站原创 2018-04-13 23:36


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2018年4月14日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自芝加哥大学的研究人员通过研究开发出了一种能帮助鉴别两个关键因子的新型遗传筛查工具,这两个关键的因子能够促进流感病毒感染人类肺部细胞,该技术利用了新型的基因编辑工具创建了可修饰细胞文库,每一种都缺失了不同的基因,这样就能够帮助研究人员观察哪些改变会影响机体对流感病毒的反应,从而鉴别出抗病毒药物的潜在靶点。

图片来源:CDC

研究者Julianna Han表示,目前针对流感病毒感染的疗法非常有限,然而疫苗常常具有不同的功效,而且流感病毒非常易于发生突变从而使得抗病毒药物失效;下一波抗病毒治疗将会部分针对宿主机体,因此这项研究能够帮助研究人员有效理解流感病毒所能利用的特殊蛋白和通路。

文章中,研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑工具来选择性地剔除某些特殊基因,随后他们开发出了修饰后的人类上皮肺细胞文库,这些细胞位于气道表面,是流感病毒首个感染的目标,而且每一个细胞都缺失了不同的基因,因此研究人员在细胞中制造出了1.9万个不同的遗传突变。随后研究者将这些细胞暴露于H5N1流感病毒中,如果H5N1能够感染并且杀灭其中一种宿主细胞的话,这就意味着该基因和其产生的蛋白质或许在病毒复制能力上无法发挥重要作用,如果细胞存活的话,意味着修饰后的细胞基因组或许会让细胞对病毒耐受,其缺失了病毒能够进行复制并且产生破坏作用的通路。

当将细胞暴露于H5N1五轮后,研究者们留下了一组能对流感耐受的细胞,当他们对这些顽强的幸存者进行共性研究时他们发现了两个关键的基因,其中一个名为SLC35A1的基因能够编码特殊蛋白帮助产生细胞表面流感病毒的特殊受体,如果敲除该基因的话,流感病毒就无法吸附到宿主细胞上;另一个名为CIC的基因让研究人员也非常感兴趣,其是先天性免疫系统的负向调节子,其能关闭机体应对外来入侵者时出现的错误的细胞免疫反应,当CIC被关闭时,其它产生抗病毒或炎性反应的基因就会激活并且抵御病毒,这就是为何缺失该基因的细胞会对流感病毒耐受的原因。

但我们并不能简单地认为如果永久关闭诸如CIC等基因的方法来作为抵御流感的手段,一旦感染离去机体就需要特殊的机制来关闭免疫反应,如果没有及时关闭的话就会损伤机体自身的细胞,这就是常常在自身免疫性障碍中所发生的问题,从另一方面来讲,在肿瘤细胞“泛滥成灾”时,特殊的癌症也会利用诸如CIC等负面调节子来抑制免疫反应。

研究者Manicassamy说道,通过关闭CIC,我们就能够促进抗病毒基因的表达来应对流感,但这也可能会在自身免疫疾病和某些癌症中调节炎性基因的表达;这或许就是一个新的转折,可能会广泛适用于除流感以外的其它疾病。当研究人员鉴别出参与H5N1反应的两个关键基因时,随后他们将细胞暴露于其它病原体来发现更多的共性特点,CIC对于所有流感病毒和多种RNA病毒都非常重要;研究者所开发的新型遗传筛查工具未来或能用来帮助寻找感染上皮肺部细胞不同病毒的其它相关的宿主基因;下一步研究人员希望能够寻找当前可用的药物来靶向作用这些通路,同时观察是否这些药物能够被重新定向来作用新型的抗病毒疗法。

研究者Han表示,我们希望能够通过深入研究来理解CIC调节其它抗病毒和炎性基因的分子机制,以及宿主如何关闭CIC?研究者希望后期能够通过更为深入的研究来阐明CIC如何在癌症和自身免疫疾病中出现失调。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Han J, Perez JT, Chen C,et al. Genome-wide CRISPR/Cas9 Screen Identifies Host Factors Essential for Influenza Virus Replication. Cell Rep. 2018 Apr 10;23(2):596-607. doi: 10.1016/j.celrep.2018.03.045

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