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Neuron:意外!β-淀粉样蛋白通过捕获病毒颗粒阻止疱疹病毒感染大脑

日期:2018/7/26    来自:本站原创   作者:Admin

在一项新的研究中,来自美国麻省综合医院(MGH)的研究人员发现β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein, Aβ)---在阿尔茨海默病患者的大脑中堆积而形成斑块的蛋白---保护大脑免受大脑中经常发现的疱疹病毒感染的机制。这一结果支持了疱疹病毒感染在加快Aβ蛋白堆积和阿尔茨海默病进展中发挥的潜在作用。相关研究结果将发表在2018711日的Neuron期刊上。论文通信作者为MGH神经退行性疾病研究所遗传学与衰老研究部门的Rudolph Tanzi博士和Robert Moir博士。

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图片来自CC0 Public Domain

Tanzi说,“已有多项流行病学研究提示着遭受疱疹病毒感染的人有更高的风险患上阿尔茨海默病。我们的研究结果揭示出作为大脑中的防御反应,疱疹病毒感染引发大脑中的淀粉样蛋白堆积。通过这种方式,我们将感染假说和淀粉样蛋白假说合并为阿尔茨海默病的一种'抗菌反应假说(Antimicrobial Response Hypothesis'。”

在之前的由TanziMoir领导的研究中,他们已发现证据表明Aβ蛋白---长期以来被认为是无用的“代谢垃圾”---是身体先天免疫系统中的一种抗菌蛋白,能够保护动物模型和体外培养的人脑细胞免受危险的感染。鉴于已知大脑中的单纯性疱疹病毒(HSV)感染会随着年龄的增加而增加,这会导致HSV和其他的疱疹病毒毒株几乎普遍存在于成年大脑中,因此TanziMoir及其团队着手发现Aβ蛋白是否能够阻止疱疹病毒感染,而且如果是这样的话,那么这种保护的机制是什么。

在首次发现经过基因改造表达人Aβ蛋白的转基因小鼠在将HSV注射到它们的大脑后要比非转基因小鼠存活显著更长的时间之后,这些研究人员发现Aβ蛋白抑制HSV和两种其他的疱疹病毒感染体外培养的人细胞的机制都是通过结合病毒膜上的蛋白并形成捕获疱疹病毒的原纤维,从而阻止它入侵到细胞中。利用转基因小鼠开展的进一步实验表明将HSV引入到56周龄的小鼠大脑中会诱导Aβ蛋白斑块快速产生,这种情形通常仅在1012周龄的小鼠大脑中发生。

Moir
说,“我们的研究结果表明Aβ蛋白对疱疹病毒的捕获可立即有效地阻止感染。但是,在一生当中持续存在的疱疹病毒等病原体慢性感染可能会导致持续存在的基于Aβ蛋白的免疫反应的破坏性激活,这会触发大脑炎症,从而导致一系列促进阿尔茨海默病发作的病理变化。一个关键的认识是疱疹病毒并不是直接杀死脑细胞来导致阿尔茨海默病产生而是对疱疹病毒产生的免疫反应导致大脑损伤性的神经炎症。

他继续说道,“我们的数据提示着一种利用抗疱疹病毒和抗淀粉样蛋白药物的抗菌保护模型可能有效地抵抗早期的阿尔茨海默病。随后当神经炎症开始产生时,靶向炎性分子可能带来更大的好处。然而,目前尚不清楚的是这种感染是否是这种疾病的根本原因。毕竟,阿尔茨海默病是一种高度异质性的疾病,因此多种因素可能参与它的产生。”

Tanzi
说,“我们当前正在开展'大脑微生物组计划(Brain Microbiome Project',旨在描述通常在大脑中发现的微生物群体。大脑过去被认为是无菌的,但事实证明它有一群常驻的微生物,而且其中的一些微生物是保持正常的大脑健康所必需的。我们的初步研究结果提示着大脑微生物组在阿尔茨海默病中受到严重干扰,而且包括疱疹病毒在内的不好参与者似乎利用了这种情况而给患者带来了麻烦。我们正在探究阿尔茨海默病的发病过程是否与在炎症性肠病等疾病中观察到的遭受破坏的微生物组模型相对应,而且迄今为止产生的数据既是令人吃惊的,也是有极大吸引力的。”

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