揭示哺乳动物干细胞利用抗病毒Dicer抵御多种RNA病毒入侵
在一项新的研究中，来自英国弗朗西斯-克里克研究所的研究人员发现了一种以前认为随着哺乳动物的进化而消失的重要机制有助于保护哺乳动物的干细胞免受SARS-CoV-2和寨卡病毒等RNA病毒的侵害。他们认为，这一发现有朝一日可能在开发新的抗病毒治疗方法中得到利用。相关研究结果发表在2021年7月9日的Science期刊上，论文标题为“An isoform of Dicer protects mammalian stem cells against multiple RNA viruses”。
感染宿主后，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，第一道保护线是称为干扰素的蛋白质。然而，干细胞缺乏触发干扰素反应的能力，它们如何保护自己一直是不确定的。
SARS-CoV-2（之前称为2019-nCoV）的透射电镜图，图片来自NIAID RML。
在这项新的研究中，这些作者分析了小鼠干细胞的遗传物质，并发现它包含了构建一种命名为抗病毒Dicer（antiviral Dicer, AviD）的蛋白质的指令，AviD可以切割病毒的RNA，从而阻止RNA病毒复制。这种保护形式被称为RNA干扰，植物和无脊椎动物的细胞也使用这种方法。
论文通讯作者、弗朗西斯-克里克研究所免疫生物学实验室的Caetano Reis e Sousa说，“了解干细胞如何保护自己免受RNA病毒的侵害是非常吸引人的。事实上，这种保护也是植物和无脊椎动物所使用的，这一事实表明，这种保护可能早在哺乳动物的历史上就存在了，直到进化树分裂的时候。出于某种原因，虽然所有哺乳动物细胞都拥有触发这一过程的先天能力，但似乎只有干细胞才会依赖它。通过进一步了解这一过程，并揭开我们免疫系统的秘密，我们希望为药物开发开辟新的可能性，因为我们努力利用我们身体抵抗感染的天然能力。”
在将经过基因改造后携带aviD的人类干细胞暴露于SARS-CoV-2病毒的实验室实验中，当这些干细胞中存在Avid时，这种病毒感染它们的数量比这些作者移除这种蛋白质时少三倍。
这些作者还利用小鼠胚胎干细胞培育出迷你大脑类器官（mini brain organoids），并发现当感染寨卡病毒时，与没有aviD的大脑类器官相比，带有AviD的大脑类器官生长更快，产生更少的病毒物质。同样地，当大脑类器官遭受SARS-CoV-2病毒感染时，相比于没有aviD的大脑类器官，带有AviD的大脑类器官中受感染的干细胞更少。
论文第一作者、弗朗西斯-克里克研究所免疫生物学实验室博士后研究员Enzo Z. Poirier说，“为什么干细胞使用这种不同的防御机制仍然是一个谜。可能是干扰素过程会对干细胞造成太大的伤害，所以包括人类在内的哺乳动物已经进化到保护这些珍贵的细胞免受这种伤害。关于这些细胞如何免受病毒侵害，仍有很多不确定因素，我们很高兴能进一步探索。”
这些作者将继续这项研究工作，构建一种小鼠模型，使他们能够进一步研究哺乳动物干细胞中AviD的影响和重要性。
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