足球买球网站:这项研究可能会导致新的心脏病治疗策略,该研究小组利用水泡性口炎病毒提出了一种社会进化模型

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加州大学圣地亚哥分校的生物工程师Kevin
King领导的一项研究发现,在心脏病发作后,免疫系统扮演了一个令人惊讶的角色。这项研究可能会导致新的心脏病治疗策略。相关成果于11月6日发表在Nature
Medicine杂志上。

来自瓦伦西亚大学和西班牙国家研究委员会(CSIC)的混合中心综合系统生物学研究所(I²SysBio)的Pilar
Domingo,Ernesto
Segredo,MaraDurn和RafaelSanjun表明,病毒的行为是无私的,以避免免疫系统。这项研究于周一在自然微生物学上发表并在水疱性口炎病毒(VSV)中进行,在抗病毒和疫苗治疗的开发中具有潜在的应用。

1免疫系统的“误解”

经过长时间的进化,免疫系统已经形成了天然的抗病毒程序来抵御各种各样的入侵病原体。通常情况下,免疫细胞通过检测病原体的分子指纹,激活一种名为干扰素调节因子3(Interferon
regulatory factor 3,IRF3)的蛋白质,并分泌干扰素来实现这种防御。

然而,在这项新研究中,科学家们发现,令人惊讶的是,尽管不存在任何感染,但在心脏病发作后,抗病毒干扰素响应也会“开启”。研究结果显示,原来,死亡心脏细胞的DNA会伪装成病毒,从而造成了免疫系统的“误解”。

更令人惊讶的是,参与心脏病发作后干扰素响应的免疫细胞竟是之前未被鉴定出来一种的心脏巨噬细胞亚群。这类细胞无法通过常规的流式分选来识别,因为,细胞表面的独特标记是未知的。利用新兴的单细胞RNA测序技术,研究人员最终发现了这类特殊的细胞群体——“IFNICs”(interferon
inducible cells)

那么,免疫系统将死亡细胞DNA误认成病毒,并激活了干扰素响应究竟有什么影响呢?原来,尽管IRF3和I型干扰素(type
I
interferons,IFNs)能够预防感染和癌症,但过度的IRF3激活和I型干扰素产生却是有害的,会导致自体炎症疾病。

作者们在文章摘要中这样写道:先前的研究表明,心肌梗死(Myocardial
infarction,MI)会触发炎症,但是目前,
MI引发炎症的主要分子驱动因素还不清楚。

该研究重点关注病毒用于逃避干扰素活性的机制,即高等生物必须阻断的先天免疫反应,一般来说,病毒感染会干扰您的复制。该研究小组利用水泡性口炎病毒提出了一种社会进化模型,该模型可以研究自然选择如何作用以获得能够阻断干扰素的病毒变体。

2干扰素响应或成潜在治疗靶点

在这项研究中,利用小鼠,科学家们对分离自梗死和非梗死心脏(infarcted and
non-infarcted
hearts)的4,215份白细胞进行了单细胞RNA测序,结果发现,MI促进了IFNICs中IRF3–干扰素轴的激活。

研究还证实,用基因工程的方法阻断IRF3–干扰素轴的激活提高了小鼠在MI后的存活率;同时,阻断IRF3依赖性信号通路(IRF3-dependent
signaling)使得炎症性细胞因子和趋化因子的心脏表达,以及心脏炎症细胞浸润都降低了,心脏功能也得到了改善。此外,在MI后,用IFNAR中和抗体治疗小鼠也阻断了干扰素响应,改善了左心室功能障碍和存活率。

总结来说,这些结果表明,IRF3和I型干扰素响应可能会成为MI后心脏保护的潜在治疗靶点。

论文的通讯作者兼第一作者King表示:“我们对‘是否干扰素在人类中导致了心脏病发作后的不良心血管后果’非常感兴趣。”研究小组未来将致力于更好地理解干扰素响应以及IFNIC细胞类型,并探索它们在疾病发生与治疗中的作用。

研究表明,病毒已经进化出几种机制来避免这种活动,同时它们会改变病毒群体其他成员的适应性。因此,病毒之间的相互作用对于病毒变体的进化非常重要,并且这些显然是一个社会过程。

发表在自然微生物学杂志上的研究结果表明,病毒在社会上相互作用,适用于其他更复杂生物的生态和社会原则也可以应用于病毒。I²SysBio研究员Pilar
Domingo签署的工作分析了小鼠水泡性口炎病毒的内部相互作用,细胞培养和计算建模,并使用数学模型模拟复杂系统。

该研究小组的发言人表示,尽管对病毒和宿主生物之间相互作用的分析是用于控制疾病或制定预防措施的常见做法,但病毒

病毒相互作用仍然未知。在这项工作中,我们展示了病毒的利他能力,其中可以选择从免疫系统中逃脱的某些途径,尽管它们可能会为编码这个角色的病毒付出代价,Pilar
Domingo说。该研究由欧洲研究理事会(ERC)和科学,创新和大学部的Juan de
laCiervaIncorporacin计划资助。

复杂的生物系统

综合系统生物学研究所(I2SysBio)致力于研究复杂的生物系统,特别是微生物,主要应用于生物医学和生物技术。该中心通过创新的公私研究模式进行工作,位于巴伦西亚科学园区,位于Burjassot-Paterna校区。

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