狂犬病病毒如何通過神經細胞,以及如何停止,請來看看專家們的分析
研究人員發現,狂犬病毒通過神經元傳播的方式不同於其他神經入侵病毒,而且它的旅程可以通過常用於治療阿米巴痢疾的藥物來阻止。用表達熒光融合蛋白的狂犬病病毒感染後,嚙齒動物神經母細胞瘤細胞呈現紅色。病毒蛋白存在於圓形細胞體中以及延伸的神經過程中。
為了成功感染宿主,狂犬病病毒必須從神經末梢移動到可以複製的神經細胞體。普林斯頓大學的研究人員在7月20日發表在PLoS Pathogens期刊上的一項研究中發現,與其他神經入侵病毒相比,狂犬病病毒的移動方式不同,而且它的旅程可以通過常用於治療阿米巴痢疾的藥物來阻斷。
大多數病毒僅在免疫系統受損時偶然感染神經系統,但是一些「神經性」病毒已經進化為靶向神經元,這是其正常感染周期的一部分。例如,當受感染的動物咬入宿主的肌肉時,就會傳播狂犬病病毒。然後它擴散到支配肌肉的運動神經元的末端,並沿著神經元的長軸突纖維傳播到神經元細胞體。從那裡,病毒可以傳播到整個中樞神經系統並進入唾液腺,在那裡它可以很容易地傳播到其他宿主。雖然在美國人類的狂犬病感染很罕見,但該病毒在2015年造成全球17,000多人死亡。
阿爾法皰疹病毒,例如單純皰疹病毒,也進入外周神經末梢並沿著軸突移動到神經元細胞體,在那裡它們可以在宿主的生命中處於休眠狀態。運送到神經元細胞體不是一個被動的過程,而是一個依賴於神經元自身運動蛋白和微管軌道的活躍過程,病毒顆粒必須使用這種機器才能在軸突中有效運輸,否則感染就無法開始。
Enquist及其同事之前發現,α皰疹病毒通過在受感染的神經末梢刺激蛋白質合成來參與神經元運輸機制。因此,可以通過抑制蛋白質合成的藥物以及稱為干擾素的細胞抗病毒蛋白來阻斷向細胞體的病毒轉運。在目前的研究中,Enquist及其同事研究了狂犬病病毒如何參與神經元運輸機制,研究人員用一種標有紅色熒光蛋白的病毒毒株感染神經元,使研究人員能夠通過活細胞熒光顯微鏡實時觀察病毒轉運。
與α皰疹病毒感染相反,研究小組發現干擾素對狂犬病病毒轉運沒有影響,可能是因為,在它到達神經細胞體之前,狂犬病病毒隱藏在稱為內體的細胞結構內。我們也無法檢測狂犬病病毒感染後軸突中蛋白質合成的增加,但令我們驚訝的是,我們發現一種名為emetine的蛋白質合成抑製劑可有效阻止狂犬病病毒進入細胞體內。
Emetine對沒有狂犬病病毒的內體的運輸沒有影響,但攜帶病毒的內涵體要麼完全固定,要麼只能以低於正常的速度移動短距離。然而,其他蛋白質合成抑製劑並未阻止狂犬病病毒轉運,這表明依米丁通過抑制受感染神經元的不同過程起作用。
Emetine已被用於治療阿米巴痢疾,在實驗室中,它被廣泛用於抑制蛋白質合成,但最近的報道表明,依米丁具有獨立於蛋白質合成抑制作用的抗病毒作用。我們的研究表明,這種藥物可以通過抑制狂犬病毒對神經系統的侵襲,以前沒有報道的新機制。MacGibeny等人的手稿既推進了我們對神經病毒如何從軸突末端到細胞體的理解,也使我們的理解複雜化,揭示神經病毒軸突運輸的變化,加上對著名藥物新角色的有趣見解,對這些威脅生命的感染具有機制和臨床意義。
我們的下一步是弄清楚emetine如何破壞狂犬病病毒在軸突中的轉運,它是否會抑制狂犬病病毒進入後的細胞信號傳導途徑,還是會直接阻止運輸蛋白質向攜帶病毒的內體細胞的募集?


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