據(jù)美國科學生活網(wǎng)站報道,目前,最新一項研究顯示,寨卡病毒可以感染和殺死對人類大腦發(fā)育至關重要的一種大腦神經(jīng)干細胞。
科學家在實驗室器皿對人類細胞進行分析獲得這項結(jié)果,雖然該結(jié)果并未證實寨卡病毒可導致嬰兒頭小畸型癥,這項發(fā)現(xiàn)表明寨卡病毒如何對大腦構成損害。研究人員指出,出生時患有頭小畸型癥的嬰兒將出現(xiàn)大腦發(fā)育不充分,將面臨著終生發(fā)育障礙。
研究報告合著作者、約翰-霍普金斯大學醫(yī)學院神經(jīng)病學教授宋紅軍(音譯)稱,我們需要進行更多的研究工作,這僅是第一步,還有大量需要做的研究分析。宋紅軍和同事發(fā)現(xiàn)在實驗室器皿中寨卡病毒可以感染大腦細胞,但他們并不知道同樣的現(xiàn)象是否會出現(xiàn)在發(fā)育階段中的胎兒。
在這項研究中,研究人員使用人類轉(zhuǎn)基因干細胞制造出類似人類胚胎大腦皮層細胞。同時,科學家們在蚊子身體中培育寨卡病毒,模擬攜帶寨卡病毒的蚊子感染人類之前的真實狀況。之后研究人員將寨卡病毒應用于實驗室培育的大腦細胞,發(fā)現(xiàn)病毒感染大腦細胞,在三天之內(nèi)病毒擴散傳播至器皿中所有細胞,這些病毒不是殺死了大腦細胞,就是摧毀它們的生長。
目前并不清楚是否這些細胞以某種方式抵御寨卡病毒,這意味著研究人員并不知道是否大腦細胞能清除這些病毒。美國約翰-霍普金斯大學醫(yī)學院神經(jīng)學教授明國立(音譯)稱,關于寨卡病毒感染胎兒的一些科學報道表明,雖然一些大腦區(qū)域仍發(fā)育正常,但是大腦皮質(zhì)層結(jié)構多數(shù)消失。因此這是一項非常重要的問題,是否寨卡病毒專門攻擊負責生成皮質(zhì)層的神經(jīng)細胞。
研究人員指出,其它關于寨卡病毒的問題仍沒有正確的解釋,例如:目前并不清楚為什么成年人感染寨卡細胞癥狀比胎兒相比較輕,以及寨卡病毒如何侵入發(fā)育中胎兒神經(jīng)系統(tǒng)。目前,這項最新研究發(fā)表在3月4日出版的《干細胞雜志》上。(悠悠/編譯)
對寨卡病毒的恐懼傳播得就像這種病原體本身一樣迅速。如今,兩項實驗室研究第一次提供了這種病毒如何在嬰兒中導致腦缺陷的確鑿證據(jù)。研究表明,寨卡病毒能夠優(yōu)先殺死發(fā)育中的腦細胞。這一發(fā)現(xiàn)為寨卡病毒與新生兒小頭癥之間的關聯(lián)提供了可能的病理解釋,將有助于有針對性地探索寨卡感染的治療方法。
之前的觀察報告顯示,這種在拉丁美洲迅速傳播的病毒與當?shù)卦絹碓礁叩男☆^癥(一種大腦無法正常生長的出生缺陷)發(fā)病率之間似乎存在某種關聯(lián)。分別由兩個研究團隊獨立完成的工作表明,寨卡病毒很容易感染神經(jīng)干細胞(神經(jīng)細胞和其他大腦細胞的前體),而無論這些細胞是在細胞培養(yǎng)皿還是被稱為“類腦”的三維迷你大腦中生長。
英國劍橋市醫(yī)學研究委員會分子生物學實驗室研究人類腦發(fā)育的發(fā)育生物學家MadelineLancaster表示,這項研究“是非常重要的”。該結(jié)果“非常符合你所看到的小頭癥嬰兒的特征”。
寨卡病毒于幾十年前在非洲烏干達的一片叢林中被首次發(fā)現(xiàn),它通常只能夠在人體中導致溫和的癥狀,包括發(fā)熱和皮疹。但自從這種病毒于去年開始在巴西東北部傳播以來,當?shù)蒯t(yī)生注意到新生嬰兒的小頭癥發(fā)病率出現(xiàn)了顯著的升高。許多母親報告說她們在懷孕期間經(jīng)歷了與寨卡病毒感染一致的癥狀。然而科學家很難證明這種病毒與出生缺陷之間的聯(lián)系,這是因為對于寨卡病毒的血液測試僅在感染的1個星期后是準確的。
然而,間接證據(jù)卻在不斷積累。研究人員已經(jīng)在胎兒被診斷患有小頭癥的孕婦的羊水中發(fā)現(xiàn)了寨卡病毒,這種病毒同時還存在于患病胎兒的腦組織中。但由于科學家在此之前只針對這種病毒進行了非常有限的研究,因此他們?nèi)狈ψ銐虻臄?shù)據(jù)證明寨卡病毒如何能夠引發(fā)嬰兒的小頭癥。
為了判斷病毒可能對腦發(fā)育造成的影響,美國馬里蘭州巴爾的摩市約翰斯?霍普金斯大學和塔拉哈西市佛羅里達州立大學的研究人員,利用誘導多能干(iPS)細胞在培養(yǎng)皿中培育了未成熟的腦細胞??人類大腦皮層神經(jīng)祖細胞。他們隨后將這些神經(jīng)前體細胞暴露于寨卡病毒的一個實驗室毒株下。
神經(jīng)系統(tǒng)科學家HongjunSong和Guo-liMing,與病毒學家HengliTang及他們的同事在3月4日出版的《細胞?干細胞》雜志上報告說,寨卡病毒非常容易地感染了這些神經(jīng)干細胞。
研究人員發(fā)現(xiàn),在暴露于這種病毒3天后,培養(yǎng)皿中85%的細胞被感染了。相比之下,當寨卡病毒被施用于胎兒的腎臟細胞、胚胎干細胞和未分化的iPS細胞后,其感染率在3天后比前者少了10%。研究人員還注意到,源自神經(jīng)前體細胞的未成熟神經(jīng)細胞的感染率也較低??在暴露于病毒3天后,感染率為65%。
研究人員指出,被感染的神經(jīng)前體細胞并沒有馬上被殺死。Song表示,實際上,這些病毒利用細胞機制“劫持了這些細胞”從而進行自我復制。他說,這幫助病毒能夠在細胞群中快速傳播。他的研究團隊還報告說,被感染的細胞生長得非常緩慢并中斷了細胞分裂周期,后者同樣有利于小頭癥的發(fā)病。
研究人員強調(diào),干細胞被寨卡病毒感染后,會有一些干細胞凋亡,但他們尚無法直接證明這些干細胞凋亡后就會導致小頭癥。
在第二項研究中,科學家發(fā)現(xiàn)寨卡病毒能夠妨礙另一種神經(jīng)干細胞類型的生長。在3月2日在線公布的預印本研究中,巴西里約熱內(nèi)盧市D’Or研究與教育學院的神經(jīng)科學家PatriciaGarcez和干細胞研究人員StevensRehen報告說,他們在名為神經(jīng)球的神經(jīng)干細胞集群,以及微型版本的三維類腦中培育了人體iPS細胞。當研究人員用分離自一位巴西病人的寨卡病毒感染了這些生長中的細胞后,該病毒迅速殺死了大部分的神經(jīng)球,并導致剩下的少數(shù)幸存細胞又小又畸形。研究人員發(fā)現(xiàn),被感染類腦的大小還不及正常尺寸的一半。
目前人們對寨卡病毒最主要的擔心是它可能會引起新生兒小頭癥,但一直無法證明兩者之間存在直接關聯(lián)。研究人員表示,下一步他們將研究寨卡病毒對大腦的影響以及寨卡病毒感染的細胞學機制、分子學機制和病理學機制,并在此基礎上篩選治療藥物。
寨卡病毒最早于1947年在烏干達寨卡森林的恒河猴身上分離,從歷史上來看該病毒多分布在非洲、亞洲狹窄的赤道區(qū)域。數(shù)十年來,這種由伊蚊傳播的病毒主要感染猴子,偶爾也會感染人類,但癥狀比較溫和。寨卡病毒的傳播媒介主要是熱帶地區(qū)的埃及伊蚊,與傳播登革熱、基孔肯雅熱和黃熱病的蚊蟲相同。2007年,寨卡病毒首次跨越地理分布范圍傳播至太平洋島國密克羅尼西亞聯(lián)邦。至其他太平洋島國先后報告4起寨卡疫情。(趙熙熙)
《中國科學報》
新華社華盛頓3月4日電(記者林小春)在美國工作的多名華人科學家4日發(fā)表的一項新研究顯示,寨卡病毒能感染并殺死對大腦發(fā)育至關重要的神經(jīng)干細胞。這一重大發(fā)現(xiàn)為寨卡病毒與新生兒小頭癥之間的關聯(lián)提供了可能的病理解釋,將有助于有針對性地探索寨卡感染的治療方法。
美國約翰斯?霍普金斯大學的明?莉、宋洪軍,佛羅里達州立大學的唐恒立以及埃默里大學的金鵬帶領4個研究組聯(lián)合攻關,從2月初開始連續(xù)工作約1個月,獲得了上述發(fā)現(xiàn)。鑒于寨卡病毒研究的重要性,他們的論文僅用了一周時間就通過美國《細胞-干細胞》雜志評審并發(fā)表。
明?莉、宋洪軍與唐恒立一起接受了新華社記者的電話采訪。病毒研究專家唐恒立教授說:“我一直強調(diào)的是這是第一步,我們的研究沒有直接得出感染寨卡病毒會導致小頭癥的結(jié)論!
談起這項研究的起因,腦神經(jīng)網(wǎng)絡專家宋洪軍教授說,大腦發(fā)育與神經(jīng)干細胞的增殖、生長直接相關,所以他們問的第一個問題是,新生兒小頭癥是不是因為神經(jīng)干細胞出了問題?因此,他們利用細胞培養(yǎng)的方法,把人類的誘導多功能干細胞分化成神經(jīng)干細胞,再利用寨卡病毒感染神經(jīng)干細胞。
結(jié)果他們發(fā)現(xiàn),寨卡病毒不僅可以“非常好”地感染神經(jīng)干細胞,而且這些干細胞被感染后就像“病毒工廠”一樣,會產(chǎn)生更多的寨卡病毒,形成一個惡性循環(huán)。從整體上看,神經(jīng)干細胞的生長也減緩了。因此,該研究“邁出研究小頭癥與寨卡病毒之間關聯(lián)很重要的第一步,了解到小頭癥起源細胞會被寨卡病毒影響”。
明?莉教授說,腦發(fā)育是一個非常復雜的過程,涉及很多細胞,這些細胞混雜在一起,“在我們之前,還沒有任何研究知道寨卡病毒會感染哪些細胞,會不會感染腦細胞,這都不知道”。她同時強調(diào),干細胞被寨卡病毒感染后,會有一些干細胞凋亡,但他們尚無法直接證明這些干細胞凋亡后就會導致小頭癥。
目前人們對寨卡病毒最主要的擔心是它可能會引起新生兒小頭癥,但一直無法證明兩者之間存在直接關聯(lián)。研究人員表示,下一步他們將研究寨卡病毒對大腦的影響以及寨卡病毒感染的細胞學機制、分子學機制和病理學機制,并在此基礎上篩選治療藥物。
美國明尼蘇達大學傳染病與免疫學部門主任馬克?施萊斯教授評價說,最近一些研究在胎兒腦組織與羊水中發(fā)現(xiàn)了寨卡病毒,因此多數(shù)科學家相信寨卡病毒會傷害胎兒的腦組織,而新研究解釋了其中的奧秘,是“朝著正確方向走出的一大步”。
本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaozhong/841819.html
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