一项新研究表明,一些病毒性疾病可能会导致神经退行性疾病。
德国神经退行性疾病研究中心官网10月19日消息
这是来自德国神经退行性疾病研究中心(DZNE) 的研究人员在《自然-通讯》(Nature Communications)杂志上的报告。他们的评估基于实验室实验,他们能够证明某些病毒分子促进了蛋白质聚集体的细胞间传播,而这些蛋白质聚集体是阿尔茨海默病等脑部疾病的典型特征。这些结果可以提供关于急性或慢性病毒感染在多大程度上影响神经退行性疾病的线索。
研究于2021年10月19日发表在《Nature Communications》(最新影响因子:14．919)杂志上
错误折叠蛋白质的聚集体发生在所谓的朊病毒疾病中,例如克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob Disease,CJD),有能力从一个细胞转移到另一个细胞,然后将它们的异常形状转移到相同类型的蛋白质上。结果,疾病在大脑中传播。阿尔茨海默病和帕金森病也有类似的情况,这些疾病也有异常蛋白质的积累。聚集体可以通过直接细胞接触进行交换,通过将“裸”聚集体释放到细胞外空间或将它们包装在囊泡中——这些是被脂质壳包围的微小囊泡,被释放用于细胞之间的通讯。
“分布的确切机制尚不清楚,”波恩 DZNE 的研究组组长、波恩大学教授Ina Vorberg 说, “然而,一个明显的假设是,聚集体的转移取决于配体 - 受体的相互作用,包括直接细胞接触和通过囊泡。因为在这两种情况下,膜都必须相互接触并融合。如果有配体与细胞表面的受体结合,然后导致两个膜融合,这会更容易。”
研究通讯作者 Ina Vorberg 教授
细胞培养实验
基于这一假设,Vorberg 的团队在慕尼黑和蒂宾根的 DZNE 的同事以及比利时研究人员的支持下对不同的细胞培养进行了广泛的测试。
他们研究了朊病毒或 tau 蛋白聚集体的细胞间传递,因为它们以类似的形式出现在朊病毒疾病或阿尔茨海默病和其他“tau 蛋白病”中。
在模拟病毒感染后发生的情况时,研究人员诱导细胞产生病毒蛋白,这些蛋白介导与靶细胞的结合并与其膜融合。选择了两种蛋白质作为主要示例:来自 COVID-19 病原体的 SARS-CoV-2 刺突蛋白 S 和水泡性口炎病毒糖蛋白 VSV-G。后者发生在感染牛和其他动物的病毒中。
配体促进聚集体的传播
“我们能够证明病毒蛋白被整合到细胞膜以及细胞外囊泡中。它们的存在通过直接细胞接触和细胞外囊泡显著增加了蛋白质聚集体在细胞之间的传播。病毒配体确保将聚集体有效转移或递送至受体细胞,在该受体细胞中诱导出新的聚集体。配体就像打开受体细胞的钥匙,从而走私危险货物,”Vorberg 说, “我们的细胞模型当然没有用非常特殊的细胞类型来绘制大脑的许多方面。然而,我们能够证明,无论产生病理性聚集体的细胞类型如何,病毒配体都会增加细胞间畸形蛋白质的扩散。总而言之,我们的数据表明,病毒配体-受体相互作用原则上可以影响病理蛋白的传播。这是一个新的见解。”
对神经变性的可能影响
“在神经退行性疾病中,有时会在患者的大脑中发现某些病毒。据信,它们会引起炎症反应或有毒,从而加速神经退行性变化。病毒蛋白也可能具有不同的作用:它们可以增加蛋白质聚集体的细胞间扩散,这已经在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中进行,” Vorberg 说。“现在必须对攻击神经系统的病毒进行更仔细的检查。病毒感染对神经退行性疾病的影响值得更深入的研究。”
德国神经退行性疾病研究中心是一个研究机构,研究神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩性脊髓侧索硬化症)的各个方面,以开发预防、治疗和患者护理的新方法
参考文献
Source:DZNE
Viral Infections Could Promote Neurodegeneration
Reference:
Liu, S．, Hossinger, A．, Heumüller, SE． et al． Highly efficient intercellular spreading of protein misfolding mediated by viral ligand-receptor interactions． Nat Commun 12, 5739 (2021)． https://doi．org/10．1038/s41467-021-25855-2
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