干细胞可以使用与植物和昆虫相同的方法来抵御病毒

研究人员发现了一种重要机制,该机制以前被认为随着哺乳动物的进化而消失,该机制有助于保护哺乳动物干细胞免受 SARS-CoV-2 和寨卡病毒等 RNA 病毒的侵害。科学家们表示,有朝一日可以利用这一点来开发新的抗病毒疗法。

弗朗西斯克里克研究所的研究人员发现了一种重要机制,该机制以前被认为随着哺乳动物的进化而消失,它有助于保护哺乳动物干细胞免受 SARS-CoV-2 和寨卡病毒等 RNA 病毒的侵害。科学家们表示,有朝一日可以利用这一点来开发新的抗病毒疗法。

在感染宿主时,病毒进入细胞以进行复制。对于哺乳动物的大多数细胞来说,第一道保护线是蛋白质,称为干扰素。然而,干细胞缺乏触发干扰素反应的能力,而且它们如何保护自己一直存在不确定性。

在他们的研究中,发表在 科学 今天(7 月 8 日),科学家们分析了来自小鼠干细胞的遗传物质,发现它包含构建一种名为抗病毒 Dicer (aviD) 的蛋白质的指令,该蛋白质可切割病毒 RNA,从而防止 RNA 病毒复制。这种保护形式称为 RNA 干扰,植物和无脊椎动物的细胞也使用这种方法。

Caetano Reis e Sousa 是克里克免疫生物学实验室的作者和组长,他说:“了解干细胞如何保护自己免受 RNA 病毒的侵害是很有趣的。这种保护也是植物和无脊椎动物使用的事实表明它可能可以追溯到哺乳动物历史上,直到进化树分裂时。出于某种原因,虽然所有哺乳动物细胞都具有触发这一过程的先天能力,但似乎只有干细胞依赖它。

“通过更多地了解这一过程,并揭开我们免疫系统的秘密,我们希望在我们努力利用身体抵抗感染的自然能力的同时,为药物开发开辟新的可能性。”

在将工程人类细胞暴露于 SARS-CoV-2 的实验室实验中,与研究人员去除这种蛋白质时相比,当细胞中存在 avid 时,病毒感染的干细胞减少了三倍。

科学家们还从小鼠胚胎干细胞中培养出微型脑类器官,并发现当感染寨卡病毒时,与没有这种蛋白质的类器官相比,具有 avid 的类器官生长更快,产生的病毒物质更少。同样,当类器官感染 SARS-CoV-2 时,具有 avid 的类器官中受感染的干细胞较少。

克里克免疫生物学实验室的作者兼博士后 Enzo Poirier 说:“为什么干细胞使用这种不同的防御机制仍然是个谜。可能是干扰素过程会对干细胞造成太大的伤害,因此包括人类在内的哺乳动物已经进化到可以保护这些宝贵的细胞免受这种伤害。关于如何保护这些细胞免受病毒侵害,仍然存在很多不确定性,我们很高兴能进一步探索这一点。”

研究人员将继续这项工作,创建一个小鼠模型,使他们能够进一步研究 avid 在哺乳动物干细胞中的作用和重要性。

材料 由...提供 弗朗西斯克里克研究所

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