Science：大脑中MSI1是寨卡病毒导致头小畸型的帮凶

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图片来自Gergely lab。

2017年6月4日/生物谷BIOON/---一项新的研究证实寨卡病毒劫持一种被称作Musashi-1（MSI1）的人蛋白，从而允许它在神经干细胞中复制，并且杀死它们。在发育中的胚胎内，几乎所有的MSI1蛋白是在神经干细胞中产生的，这些神经干细胞最终将发育成婴儿的大脑。这可能解释着为何这些干细胞如何容易遭受感染寨卡病毒。相关研究结果于2017年6月1日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Neurodevelopmental protein Musashi 1 interacts with the Zika genome and promotes viral replication”。

自从2016年以来，在女性在怀孕期间感染上寨卡病毒之后，上千名南美洲儿童在出生时就患上头小畸型（具有异常小的头）。在怀孕女性的寨卡病毒感染病例和婴儿出生时就患上头小畸型之间存在的重叠强烈提示着这种病毒靶向发育中的人大脑内的干细胞，但是这是为何和如何产生的一直是一个秘密。这项新的研究是首次将MSI1与头小畸型和寨卡病毒相关联在一起。

论文通信作者、英国剑桥大学的Fanni Gergely博士说，“健康人大脑的发育是一项非常复杂的过程，该过程依赖于干细胞和很多基因的协同作用。我们首次证实寨卡病毒与MSI1之间的这种相互作用：MSI1被这种病毒用于它自己的破坏性生命周期，将MSI1转化为内敌。我们希望在未来，这一发现可能导致人们开发出潜在的寨卡病毒疫苗的方法。”

英国维尔康姆基金会感染与免疫生物学主任Mike Turner博士（未参与这项研究）说，“这是首项研究证实一种特定的蛋白与寨卡病毒和头小畸型存在明确的关联性。这项新的发现真正地有助解释为何神经干细胞如此容易遭受寨卡病毒感染，而且我希望这会是决定着我们如何可能能够阻止这种相互作用和这种疾病迈出的第一步。同样令人关注的是，研究这种蛋白是否参与能够破坏发育中的人大脑的其他病毒（如风疹病毒）。”

来自剑桥大学的研究人员研究了多种细胞系（包括人神经干细胞）以便探究寨卡病毒感染如何能够导致头小畸型。他们猜测作为一种RNA结合蛋白，MSI1可能在这种过程中发挥着重要作用，这是因为它参与调节正常的大脑发育所需的神经干细胞库。

这些研究人员证实当寨卡病毒入侵人神经干细胞时，它劫持MSI1用于它的自我复制，并且以至少两种方式破坏这些干细胞。首先，MSI1结合到寨卡病毒基因组上，允许它复制和让这些这些干细胞更容易遭受病毒诱导的细胞死亡。当他们利用寨卡病毒感染不能够产生MSI1的神经干细胞时，寨卡病毒复制显著下降，病毒诱导的细胞死亡也是显著下降，这就表明MSI1的存在是寨卡病毒高效复制所必需的。

其次，他们证实MSI1也破坏神经干细胞的正常发育程序。在被寨卡病毒感染的神经干细胞中，MSI1结合到寨卡病毒基因组上。这种病毒本质上像海绵那样发挥着作用，阻止MSI1正常地发挥作用，阻止MSI1改变很多参与神经元发育的基因表达。

在这两种情形下，在正常的神经发育中发挥着至关重要作用的神经干细胞丢失了，从而导致头小畸型。

为了验证MSI1在长出正常大小的大脑中发挥着重要作用，这些研究人员证实在患上一种罕见的与寨卡病毒感染不相关的遗传性头小畸型（即常染色体隐性先天性头小畸型）的病人中，MSI1发生突变。

这些结果共同提示着若要长出正常大小的大脑，神经干细胞就需要MSI1产生足够数量的神经元，但是MSI1的存在也增加这些干细胞的寨卡病毒感染敏感性，导致这些干细胞群体死亡，从而最终导致头小畸型。


来源：生物谷

cao1976

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