一項(xiàng)新研究表明,一些病毒性疾病可能會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病。

德國(guó)神經(jīng)退行性疾病研究中心官網(wǎng)10月19日消息

這是來(lái)自德國(guó)神經(jīng)退行性疾病研究中心(DZNE) 的研究人員在《自然-通訊》(Nature Communications)雜志上的報(bào)告。他們的評(píng)估基于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),他們能夠證明某些病毒分子促進(jìn)了蛋白質(zhì)聚集體的細(xì)胞間傳播,而這些蛋白質(zhì)聚集體是阿爾茨海默病等腦部疾病的典型特征。這些結(jié)果可以提供關(guān)于急性或慢性病毒感染在多大程度上影響神經(jīng)退行性疾病的線(xiàn)索。

研究于2021年10月19日發(fā)表在《Nature Communications》(最新影響因子:14．919)雜志上

錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的聚集體發(fā)生在所謂的朊病毒疾病中,例如克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob Disease,CJD),有能力從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞,然后將它們的異常形狀轉(zhuǎn)移到相同類(lèi)型的蛋白質(zhì)上。結(jié)果,疾病在大腦中傳播。阿爾茨海默病和帕金森病也有類(lèi)似的情況,這些疾病也有異常蛋白質(zhì)的積累。聚集體可以通過(guò)直接細(xì)胞接觸進(jìn)行交換,通過(guò)將“裸”聚集體釋放到細(xì)胞外空間或?qū)⑺鼈儼�裝在囊泡中——這些是被脂質(zhì)殼包圍的微小囊泡,被釋放用于細(xì)胞之間的通訊。

“分布的確切機(jī)制尚不清楚,”波恩 DZNE 的研究組組長(zhǎng)、波恩大學(xué)教授Ina Vorberg 說(shuō), “然而,一個(gè)明顯的假設(shè)是,聚集體的轉(zhuǎn)移取決于配體 - 受體的相互作用,包括直接細(xì)胞接觸和通過(guò)囊泡。因?yàn)樵谶@兩種情況下,膜都必須相互接觸并融合。如果有配體與細(xì)胞表面的受體結(jié)合,然后導(dǎo)致兩個(gè)膜融合,這會(huì)更容易�！�

研究通訊作者 Ina Vorberg 教授

細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)

基于這一假設(shè),Vorberg 的團(tuán)隊(duì)在慕尼黑和蒂賓根的 DZNE 的同事以及比利時(shí)研究人員的支持下對(duì)不同的細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行了廣泛的測(cè)試。

他們研究了朊病毒或 tau 蛋白聚集體的細(xì)胞間傳遞,因?yàn)樗鼈円灶?lèi)似的形式出現(xiàn)在朊病毒疾病或阿爾茨海默病和其他“tau 蛋白病”中。

在模擬病毒感染后發(fā)生的情況時(shí),研究人員誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生病毒蛋白,這些蛋白介導(dǎo)與靶細(xì)胞的結(jié)合并與其膜融合。選擇了兩種蛋白質(zhì)作為主要示例:來(lái)自 COVID-19 病原體的 SARS-CoV-2 刺突蛋白 S 和水泡性口炎病毒糖蛋白 VSV-G。后者發(fā)生在感染牛和其他動(dòng)物的病毒中。

配體促進(jìn)聚集體的傳播

“我們能夠證明病毒蛋白被整合到細(xì)胞膜以及細(xì)胞外囊泡中。它們的存在通過(guò)直接細(xì)胞接觸和細(xì)胞外囊泡顯著增加了蛋白質(zhì)聚集體在細(xì)胞之間的傳播。病毒配體確保將聚集體有效轉(zhuǎn)移或遞送至受體細(xì)胞,在該受體細(xì)胞中誘導(dǎo)出新的聚集體。配體就像打開(kāi)受體細(xì)胞的鑰匙,從而走私危險(xiǎn)貨物,”Vorberg 說(shuō), “我們的細(xì)胞模型當(dāng)然沒(méi)有用非常特殊的細(xì)胞類(lèi)型來(lái)繪制大腦的許多方面。然而,我們能夠證明,無(wú)論產(chǎn)生病理性聚集體的細(xì)胞類(lèi)型如何,病毒配體都會(huì)增加細(xì)胞間畸形蛋白質(zhì)的擴(kuò)散。總而言之,我們的數(shù)據(jù)表明,病毒配體-受體相互作用原則上可以影響病理蛋白的傳播。這是一個(gè)新的見(jiàn)解。”

對(duì)神經(jīng)變性的可能影響

“在神經(jīng)退行性疾病中,有時(shí)會(huì)在患者的大腦中發(fā)現(xiàn)某些病毒。據(jù)信,它們會(huì)引起炎癥反應(yīng)或有毒,從而加速神經(jīng)退行性變化。病毒蛋白也可能具有不同的作用:它們可以增加蛋白質(zhì)聚集體的細(xì)胞間擴(kuò)散,這已經(jīng)在阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病中進(jìn)行,” Vorberg 說(shuō)。“現(xiàn)在必須對(duì)攻擊神經(jīng)系統(tǒng)的病毒進(jìn)行更仔細(xì)的檢查。病毒感染對(duì)神經(jīng)退行性疾病的影響值得更深入的研究�！�

德國(guó)神經(jīng)退行性疾病研究中心是一個(gè)研究機(jī)構(gòu),研究神經(jīng)退行性疾病(如阿爾茨海默病、帕金森病和肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥)的各個(gè)方面,以開(kāi)發(fā)預(yù)防、治療和患者護(hù)理的新方法

參考文獻(xiàn)

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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