研究人員發(fā)現(xiàn)了甲型肝炎病毒感染的關(guān)鍵因素

北卡羅來納教堂山-2020年5月26日-甲型肝炎病毒(HAV)如何設(shè)法進入被稱為肝細胞的肝細胞并導致感染50年來仍然是一個謎。北卡羅來納大學醫(yī)學院的研究人員設(shè)計了使用基因編輯工具的實驗，以發(fā)現(xiàn)被稱為神經(jīng)節(jié)苷脂的分子實際上是如何充當守門人，讓病毒進入肝細胞的。

發(fā)表在《自然微生物學》的這項研究揭示了神經(jīng)節(jié)苷脂是HAV的關(guān)鍵因素，并引起了一些其他問題，例如病毒核糖核酸如何準確地在人類肝細胞的不同隔間之間傳遞，從而復制并導致疾病。

北卡羅來納大學醫(yī)學院醫(yī)學和微生物學教授、北卡羅來納大學全球健康研究所成員斯坦利萊蒙博士說：“神經(jīng)節(jié)苷脂是HAV感染的重要受體的發(fā)現(xiàn)為甲型肝炎和傳染病的故事增添了有趣的變化?！吧窠?jīng)節(jié)苷脂在哺乳動物物種之間結(jié)構(gòu)相似，不像蛋白質(zhì)，這有助于解釋古代肝臟病毒的跨物種傳播。知道什么能幫助病毒從一種動物跳到另一種動物是非常重要的，正如目前的新冠清楚地證明了這一點。"

甲型肝炎病毒是50年前發(fā)現(xiàn)的。雖然有疫苗，但是沒有治愈的方法。這種病毒每年仍感染全球140多萬人。近年來，它在美國引起了越來越多的肝炎病例，其中一些是致命的。許多人，尤其是兒童，沒有非常輕微或沒有癥狀。有癥狀的患者可能會持續(xù)八周，有時甚至更長，經(jīng)常伴有惡心、嘔吐、腹瀉、黃疸、發(fā)燒和腹痛。第一次感染后，在前6個月，10%到15%的感染者會有癥狀復發(fā)。急性肝衰竭很少見，但多見于老年人。

HAV病毒通過類似于其他病毒的機制感染人類。它與人體細胞表面的受體分子相互作用以獲得通路。了解病毒的受體不僅有助于研究人員了解病毒是如何進入細胞的，還為設(shè)計抗病毒藥物以防止相互作用來預防或治療疾病提供了機會。

在引起人類急性或慢性肝病的五種已知肝炎病毒中，丙型肝炎病毒和乙型肝炎病毒的受體已被鑒定。對于甲型肝炎，接受者的身份仍然難以確定。MicroRNA病毒家族的渣滓，它以兩種方式獨特存在：作為一種裸病毒(nHAV)，由圍繞RNA基因組的稱為衣殼的蛋白質(zhì)外殼組成；或“準包膜”病毒(eHAV)，其中含有病毒基因組的衣殼隱藏在宿主細胞膜中。

一旦進入肝臟，eHAV從感染的肝細胞中釋放出來，在血液中循環(huán)，而裸露的nHAV顆粒則在糞便中脫落。這兩種病毒都具有傳染性。eHAV被宿主來源的膜覆蓋后，在避免抗體反應方面具有優(yōu)勢，而暴露的病毒顆粒非常穩(wěn)定，容易在環(huán)境中傳播。但是每種病毒是如何首先進入肝細胞和血液的呢？

幾年前，有報道稱人類蛋白TIM1是HAV的受體。編碼這種蛋白質(zhì)的基因甚至有官方名稱HAV細胞受體1。然而，檸檬實驗室的最新研究表明，缺乏TIM1的細胞仍然可以感染HAV病毒。

為了找到更有可能是受體的罪魁禍首，博士安舒曼達斯(Anshuman Das)在進行這項研究時是檸檬實驗室的博士后，現(xiàn)在是杜克大學的博士后。他利用CRISPR-Cas9基因編輯功能，敲除了培養(yǎng)細胞中約2萬個基因，找出哪些人類基因?qū)Σ《救肭种陵P(guān)重要。他們確定了五個特定的基因，所有這些基因都是病毒所需要的。事實上，這些基因編碼使神經(jīng)節(jié)苷脂合成成為可能的酶或轉(zhuǎn)運蛋白。(轉(zhuǎn)運蛋白是通過細胞內(nèi)部通道運輸化學物質(zhì)的分子。)

神經(jīng)節(jié)苷脂是一種含糖的脂肪酸分子。神經(jīng)酰胺葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶產(chǎn)生神經(jīng)節(jié)苷脂。UGCG基因編碼這種酶。

Lemon說：“UGCG是使用CRISPR-Cas9點亮我們屏幕的五個基因的罪魁禍首。”

然后，研究人員消除了UGCG，從而防止HAV感染。他們還用神經(jīng)酰胺葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的化學抑制劑治療肝細胞，以預防eHAV和nHAV感染。

然后，研究人員將合成的HAV RNA直接注射到細胞中，發(fā)現(xiàn)病毒RNA復制良好，表明神經(jīng)節(jié)苷脂是病毒進入細胞所必需的，但不需要神經(jīng)節(jié)苷脂來復制其基因組或新的病毒顆粒一次。它進入細胞。

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