我國科學家首次證實寨卡病毒感染致小頭畸形
中國的研究人員在5月11日的《細胞幹細胞》(Cell Stem Cel)雜誌上報告稱,證實被注射亞洲寨卡病毒株,在孕母體內鄰近產期的胎鼠顯示出小頭畸形的典型特徵。正如預期的那樣,寨卡病毒感染了神經前體細胞,感染大腦表達了一些與病毒入侵相關的基因,並顯示免疫反應改變及細胞死亡。
這項研究是由中國科學院遺傳與發育生物學研究所的許執恆(Zhiheng Xu)研究員與軍事醫學科學院微生物流行病研究所的秦成峰(Cheng-Feng Qin)博士共同合作完成。
許執恆研究員的主要研究方向是信號轉導與疾病的病理生理機制研究,近年來多次在Nature Communications、Cell Reports、PNAS等學術期刊發表論文。2014年1月,許執恆研究員領導中科院遺傳與發育生物學研究所的研究人員證實,在發育新大腦皮質中小頭畸形相關蛋白WDR62通過JNK1調控了神經形成。這一研究發現發表在Cell Reports雜誌上。同年12月,許執恆課題組證實賴氨酸特異性去甲基化酶1 (LSD1)表觀遺傳調控Atrophin1,是維持皮質祖細胞的必要條件。這一重要的發現發表在Nature Communications雜誌上。
秦成峰多年來在病毒疫苗學領域取得了許多重要的研究成果。2013年,秦成峰博士與浙江大學的唐睿康教授合作,提出了一種結合遺傳技術與生物礦化的組合新方法,這種方法將有助於提高疫苗的熱穩定性和有效性,未來也許將在疫苗研發過程中扮演重要的角色。這一研究成果公布在PNAS雜誌上。2015年,與中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院的陳凌研究員、浙江大學教授唐睿康合作,利用仿生礦化技術成功研發了一種疫苗修飾和改進的新技術(BVSE)。該成果發表於材料科學國際期刊Advanced Materials上。
許執恆說:「新研究最令人驚訝的部分是,一開始主要是神經纖體細胞受到感染,在後期則主要是神經元受到感染——接受注射後5天時存在的寨卡病毒增加了幾百倍。而死亡的幾乎全都是神經元而非神經前體細胞。這表明神經元而非神經前體細胞容易被寨卡病毒誘導死亡。」
寨卡病毒被直接注射到了胎鼠大腦中。如果時間太早,胚胎則無法存活,因此研究人員一開始研究了在相當於人類孕中期的階段,此時胎兒神經前體細胞密集增殖,同時生成新神經元。有了這一模型,他們可以觀察到隨著病毒載量的增加及強烈的免疫反應大腦發生了萎縮。
一些小鼠雖活到出生,卻被它們的母親吃掉了,這通常發生在幼崽明顯不適的情況下,阻礙了研究人員進一步的觀察。為了攻克這一問題,研究人員打算採用較低劑量的寨卡病毒看看是否將會影響存活。研究人員還在致力鑒別一些可以逆轉小鼠體內寨卡病毒誘導小頭畸形過程的潛在藥物。
秦成峰說:「小鼠不是人類,當將我們的研究發現轉化為人類疾病時我們需要小心謹慎。當前迫切需要開展廣泛的實驗和臨床調查應對這一全球性危機。」
許執恆說:「我們的動物模型,結合全球的感染大腦轉錄組數據集,將為進一步調查神經發育過程中寨卡病毒相關病理學影響的潛在細胞和分子機制及管控提供有價值的資源。」
原文索引:
Cell Stem Cell, Li, Xu, Ye, and Hong et al.: "Zika virus disrupts neural progenitor development and leads to microcephaly in mice"
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