您现在的位置是:首页 >新闻频道医学前沿 2019-09-23 15:19:20

胎儿脑组织中的寨卡病毒对一种流行的抗生素有反应

加州大学旧金山分校的研究人员在实验室工作,鉴定了寨卡病毒靶向的胎儿脑组织细胞,并确定阿奇霉素是一种在怀孕期间可以安全使用的常见抗生素,可以防止该病毒感染这些细胞。

粗略估计表明,在怀孕初期被热带蚊埃及伊蚊传播的寨卡病毒感染的妇女中,有1%至13%的婴儿正在生小头畸形的婴儿,这种疾病的特征是头部和大脑过小损伤。目前尚无防止该病毒损害胎儿的治疗方法,而感染导致小头畸形的生物学机制一直是个谜。

在今天(11月29日)在线发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的这项新研究中,加州大学旧金山分校的研究人员确定,寨卡病毒以一种称为AXL的蛋白质丰富地优先感染脑细胞,这种蛋白质跨越了几种细胞类型的外细胞膜,可作为入侵病毒的门户。

掺入这种蛋白质且易受病毒感染的胎儿脑细胞包括神经干细胞和祖细胞,它们会剥离其他类型的脑细胞,并在早期脑的生长和发育中发挥至关重要的作用。

被寨卡病毒感染的其他带有AXL的细胞包括小胶质细胞,这是大脑的免疫细胞;星形胶质细胞是一种完全发达的,专门化的脑细胞,可以支持信号传导神经元。加州大学旧金山分校的研究人员发现,缺乏AXL的神经元不容易被感染,这与之前用于研究寨卡病毒感染的小鼠所观察到的相反。

筛选了2,000多种药物

然后,科学家利用加州大学旧金山分校的小分子发现中心的收藏品筛选了2177种FDA批准的药物,以阻止其在实验室培养的脑细胞感染寨卡病毒,并确定了其中的几种药物,其中包括广泛使用的抗生素阿奇霉素。

这项合作研究是由UCSF生物化学和生物物理学系系主任Joseph DeRisi博士,以及Eli and Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心主任Arnold Kriegstein博士,医学博士在UCSF。研究生汉娜·雷塔拉克(Hanna Retallack)和博士后伊丽莎白·迪·洛洛(Elizabeth Di Lullo)博士在DeRisi和Kriegstein实验室中进行了许多实验,并且是该研究的第一作者。

DeRisi正在与巴西的临床合作伙伴进行咨询,希望开展一项临床试验,以观察阿奇霉素是否可以降低感染寨卡病毒的孕妇胎儿受到伤害的风险。

“开发预防寨卡病毒感染和消灭蚊子的疫苗对于长期控制疾病很重要,但我们也想调查该病毒如何感染人体组织,并确定可以尽快使用的疗法来应对这种情况全球疾病威胁,”他说。

DeRisi还是新的Chan Zuckerberg Biohub的共同主席,长期以来一直研究新兴的病原性病毒,经常使用遗传侦查策略做出新发现。神经学教授,干细胞和组织生物学的约翰鲍斯杰出教授Kriegstein处于大脑如何发展的研究的最前沿。

追踪基因发育过程中的大脑活动

克里格斯坦实验室的研究人员在得知该病毒可以感染含有AXL蛋白的皮肤细胞后,开始对在大脑中研究寨卡病毒感兴趣。在由美国国立卫生研究院(NIH)通过2014年大脑研究通过先进的创新神经技术计划资助的工作中,他们已经在发育过程中广泛跟踪了脑细胞类型的基因活性和蛋白质产生,并确定AXL在神经干中含量丰富。脑毛细血管,星形胶质细胞和小胶质细胞中的细胞和其他祖细胞。

他们对大脑发育过程中细胞中正常基因表达模式的新认识也加深了他们对小头畸形的兴趣,这种小头畸形除了Zika感染外,还可以在基因程序出现问题时出现。

当研究人员在胎儿大脑中发现的实验室生长类型的细胞中阻断或消除了AXL时,寨卡病毒就被感染了。

据Kriegstein说,研究人员在实验室的胎儿脑组织中观察到的病毒感染模式与在与寨卡病毒有关的小头畸胎的婴儿中脑部和头部的生长减少是一致的。

他说:“寨卡病毒相关的小头畸形与遗传异常引起的病例不同。” “与遗传形式一样,大脑不能正常生长或发育。但是,由于感染,大脑实际上会由于组织破坏而萎缩。可能怀孕初期的感染会不成比例地影响神经干细胞,然后再影响神经干细胞。强烈影响更多成熟细胞,包括正在生长的星形胶质细胞群。”

数以千计的小头畸形病例集中在巴西和拉丁美洲,归因于寨卡病毒感染。今天,埃及伊蚊(Aedes aegypti)向北延伸到美国最南端,但美国大多数寨卡病毒病例是由于旅行者被国外的蚊子咬伤所致。该病毒也可以通过性传播。截至11月10日,美国疾病控制与预防中心报告了在美国大陆分娩的妇女中26例与寨卡相关的先天缺陷,以及因寨卡感染引起的先天缺陷导致5例怀孕。

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