想象一下這樣的畫面,外星體即將入侵地球,一支強(qiáng)大的“防御力量”及時(shí)出現(xiàn),并最終幫助人類度過難關(guān)……
這樣的場(chǎng)景不僅出現(xiàn)在科幻電影中,事實(shí)上,人體在面對(duì)病毒感染時(shí),如果不能及時(shí)有效地控制病原微生物入侵人體,可能會(huì)引起機(jī)體死亡或留下后遺癥。而近幾年新發(fā)或暴發(fā)的病毒感染,如禽流感病毒和寨卡病毒等,亟待抗病毒藥物或疫苗來預(yù)防和治療。
來自上海的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),阻斷細(xì)胞內(nèi)的一種酶的活性可以大幅提高巨噬細(xì)胞清除多種病毒的能力,這一發(fā)現(xiàn)或有助于開發(fā)抗病毒感染的新型藥物。
科學(xué)家做了這樣一個(gè)比喻:當(dāng)“外星體入侵地球”時(shí),地球表層的預(yù)警中心(7-DHC)發(fā)射急救信號(hào)(AKT3)到達(dá)地心指揮部(IRF3),使得地球衛(wèi)士(IFNβ)大量并迅速集合,運(yùn)輸?shù)接钪嬷械挚雇庑求w。 中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心供圖
中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心(生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所,簡(jiǎn)稱分子細(xì)胞中心)王紅艷研究組與上海大學(xué)魏濱(原中科院武漢病毒所研究員)實(shí)驗(yàn)室合作,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)的7脫氫膽固醇還原酶(DHCR7)下調(diào)機(jī)體先天免疫抗病毒感染的功能與機(jī)制,阻斷這個(gè)酶的活性可以顯著增強(qiáng)人體免疫“衛(wèi)士”——巨噬細(xì)胞清除寨卡病毒(ZIKV)、流感病毒(H1N1)、皰疹病毒(HSV)等多種病毒的“戰(zhàn)斗力”。
該研究為抵抗新發(fā)或高致病性病毒的感染提供了新型藥物靶點(diǎn)。相關(guān)論文于北京時(shí)間12月25日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《免疫》(Immunity)在線發(fā)表,相關(guān)發(fā)明已申請(qǐng)專利。
膽固醇與心血管疾病密切相關(guān),但最近的研究顯示,降低巨噬細(xì)胞的膽固醇合成還有助于抵御病毒感染。本研究通過篩選“鎖定”了對(duì)DNA病毒、RNA病毒感染都會(huì)出現(xiàn)“異常表達(dá)”的一種還原酶“DHCR7”。DHCR7能將7-脫氫膽固醇(7-DHC)轉(zhuǎn)化為膽固醇,是膽固醇生物合成的最后一步。研究人員在實(shí)驗(yàn)中阻斷DHCR7活性后,能在降低膽固醇的同時(shí)促進(jìn)7-DHC累積,最終增強(qiáng)了一型干擾素(如IFNβ)的產(chǎn)生水平,從而有效阻止病毒感染。
研究人員進(jìn)一步探索了“信號(hào)通路”的構(gòu)建,發(fā)現(xiàn)類似于“接力棒的傳遞過程”:7-DHC如同免疫衛(wèi)士—巨噬細(xì)胞的膜表面的雷達(dá),將病毒入侵“危險(xiǎn)信號(hào)”,傳遞給巨噬細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶AKT3,促進(jìn)AKT3活化;AKT3隨即與負(fù)責(zé)基因轉(zhuǎn)錄的IRF3結(jié)合,告訴IRF3緊急產(chǎn)生更多的干擾素IFNβ。這種信號(hào)通路就像吹響的“集結(jié)號(hào)”,最終讓巨噬細(xì)胞盡快清除入侵病毒。
有意思的是,治療乳腺癌的化療藥物他莫昔芬(Tamoxifen)曾被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)可以用于抑制DHCR7活性,研究人員在此次研究中發(fā)現(xiàn)了他莫昔芬具有抑制皰疹病毒和塞卡病毒感染的新功能。
該研究揭示一種膽固醇代謝產(chǎn)物7-DHC通過影響先天免疫的信號(hào)傳導(dǎo)通路,提高抗病毒反應(yīng)的新機(jī)制,并指出靶向DHCR7能增強(qiáng)抵抗多種病毒感染的功能,這將有助于開發(fā)抗病毒感染的新型藥物。
分子細(xì)胞中心肖俊博士和李偉蕓博士后為該論文共同第一作者。此研究工作得到中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所翟琦巍研究員、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所陳化蘭院士、南京大學(xué)模式動(dòng)物研究所楊中州研究員等的大力合作。研究獲國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院等經(jīng)費(fèi)支持,得到分子細(xì)胞中心的動(dòng)物平臺(tái)、細(xì)胞平臺(tái)、分子生物學(xué)技術(shù)平臺(tái)等支持。
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