单纯疱疹病毒。图片来源: CDC
伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员进行的一项新研究表明,当细胞中存在蛋白 optineurin 或 OPTN 时,它会限制单纯疱疹病毒 1 型 HSV-1 的传播。
在一项“同类研究中的首例”中,研究人员还发现了神经退行性疾病之间的潜在直接联系,如阿尔茨海默氏病、肌萎缩性嵴髓侧索硬化症、青光眼和疱疹病毒。迪帕克 · 舒克拉,马里恩 · h。申克先生。眼科老化研究教授,UIC 研究副主席。
Shukla 领导的研究论文“ OPTN 是抗神经侵袭性 HSV-1感染的宿主内在限制因子”最近发表在《自然通讯》杂志上。
研究人员试图找出为什么 HSV-1 对免疫功能低下的人会致命,但对健康人却不会。疱疹病毒会自然感染中枢神经系统,并可能导致退行性脑和眼部疾病以及脑炎。然而,在大多数人中,病毒在初次感染期间被抑制,然后才能显着损害中枢神经系统。
这项新的研究表明了为什么 HSV-1受到抑制: OPTN 是一种保守的自噬受体,它选择性地靶向 HSV-1蛋白,使其通过自噬降解,该研究的合著者、 UIC 眼科和视觉科学系访问学者 Tejabhiram Yadavalli 解释说。
“OPTN 阻止病毒生长,它通过自噬将病毒颗粒吞噬在称为自噬体的微小囊泡内来阻止它。发生的自噬是非常有选择性的。这对其他病毒也具有意义,”舒克拉说。
研究人员认为,这项研究的结果将适用于所有八种不同的人类疱疹病毒。
在这项研究中,去除了 OPTN 基因的小鼠感染了眼部 HSV-1。没有 OPTN 的动物大脑中的病毒生长要高得多,杀死局部神经元并最终导致动物死亡。这表明当 OPTN 不存在时,神经元退化速度更快。 Shukla 解释说,正在计划进行其他研究,以检查 OPTN 中自然发生的突变,例如青光眼和 ALS 患者中报告的突变,以及它们如何影响神经元健康和 HSV-1 感染。
“在你已经突变 OPTN 和疱疹的地方,你就有了在神经变性方面造成灾难的秘诀,”舒克拉说。
“该研究还表明,当 OPTN 缺乏时,免疫反应会受到损害。需要 OPTN 来向感染部位发出适当的免疫细胞涌入的信号。如果没有它,就会出现问题,” Chandrashekhar Patil 说,他也是该研究的合著者,也是 UIC 眼科和视觉科学系的访问学者。
其中一些问题可能包括神经退行性疾病,研究人员相信进一步的研究可能会表明这一点。
“我们认为我们将有数据显示其他病毒,例如 Epstein-Barr、卡波济氏肉瘤、水痘带状疱疹病毒,都将共享这种机制,因为它们共享同源蛋白质,”舒克拉说。
因为疱疹病毒永远存在于神经元中,所以有推测认为它与神经退行性疾病有关。免疫系统需要炎症来持续抵抗病毒,而且由于这种持续的免疫反应,神经元会有一定程度的损伤。Tibor Valyi-Nagy,病理学教授,UIC 神经病理学主任,该研究的研究合作者。
该研究还表明,没有 OPTN 并感染 HSV-1 的动物在 30 天后失去了识别物体的能力。 Shukla 说,这可能表明 HSV-1 和 OPTN 突变可能会加速神经元损伤,这将转化为认知障碍。
“我们的转化研究的一部分可能是我们如何纠正 OPTN 的问题,以便我们不会出现神经变性问题,”舒克拉说。
其他的作者是 Joshua Ames,Rahul Suryawanshi,James Hopkins,Alexander Agelidis,Chandrashekhar Patil 和 Brian Fredericks,都是 UIC 的成员,还有杜克大学医学中心的 Henry Tseng。
这项研究得到了美国国立卫生研究院和国家眼科研究所的赠款 (K08-EY021520-02、RO1 EY029426、P30 EY001792 和 RO1 EY024710) 以及巴特纳先锋奖、杜克健康学者和预防失明研究不受限制的资金。