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PNAS:丙肝病毒利用线粒体的“断腕”

2014.4.17

  日前,加州大学的研究人员向人们展示了丙肝病毒破坏线粒体的具体机制,文章发表在四月十五日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。这项研究不仅为揭示了丙肝病毒引发肝脏疾病的原因,还解释了为何丙肝病毒能够建立长时间的持续性感染。文章指出,线粒体可以作为对抗丙肝病毒的重要靶点。

  丙型肝炎(hepatitis C)是一个重要的全球性健康问题,大约有两亿人受到了这种疾病的影响。丙肝病毒善于躲避患者机体的免疫系统,能够建立长达数十年的感染。这种持续性的感染会损伤肝脏,甚至引发肝癌。绝大多数感染者起初并不表现出症状,直到病毒引起严重的肝脏损伤。据统计,这种病毒是导致肝脏移植的头号原因。

  丙肝病毒是一种很难杀死的病原体,它会攻击肝脏细胞的能量中心——线粒体,破坏细胞对抗感染的先天能力。线粒体在细胞中主要负责,将食物(葡萄糖)中的能量转变为细胞可用的能量,即三磷酸腺苷。

  “我们的研究展示了丙肝病毒引发肝脏疾病的机制,”文章的资深作者Aleem Siddiqui教授说。“这种病毒破坏了肝脏细胞中的线粒体。当细胞发现这种破坏之后,会招募蛋白告知线粒体切除受损区域。但这样的修复过程却最终使病毒受益。”

  研究人员发现丙肝病毒会刺激Drp 1蛋白的合成,这种蛋白可诱导受损线粒体发生不对称分裂。这种分裂会形成一个健康的线粒体和一个受损的线粒体,而后者被细胞快速分解并溶入细胞质。

  虽然上述分裂过程旨在切除线粒体的受损区域,恢复线粒体的健康,但这样一来受到病毒感染的细胞就得以继续存活。此外,病毒还能够利用线粒体的残骸(被分解线粒体的氨基酸和脂质),帮助自己继续复制和保持毒力。

  “线粒体壮士断腕,却使病毒从中受益,”Siddiqui说。

  研究人员还发现,在丙肝病毒感染的细胞中,Drp 1水平较高意味着干扰素合成更少,细胞也更少进入凋亡。干扰素是机体天然的免疫强化因子,而凋亡可推动受损细胞自行死亡。

  随后,研究团队在丙肝病毒感染的细胞中沉默了Drp 1蛋白,结果细胞中的干扰素生产和凋亡活性都得以提升。

  “干扰线粒体是丙肝病毒持续性感染和躲避天然免疫应答的核心,”他说。“现在我们需要想办法,将特异性靶标Drp 1蛋白的药物运送到丙肝病毒感染的肝脏细胞,也许纳米科技可以做到这一点。”

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