《科学家阐明HIV相关痴呆症发生的分子机制》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: huangcui
  • 发布时间:2018-01-10
  • 近日,一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中,来自美国西北大学的研究人员通过研究首次鉴别除了引发HIV患者神经变性的分子过程,同时研究人员成功抑制了该病变过程。此前研究人员发现HIV患者大脑中β淀粉样蛋白的水平会升高,从而引发HIV相关的神经认知障碍(HAND),由于组合性抗逆转录病毒疗法能够明显减缓HIV的进展,因此有高达50%的患者都会表现出轻度的HAND症状,β淀粉样蛋白的积累被认为是多种类型痴呆症相关疾病患者神经变性发生的主要原因,尤其是阿尔兹海默病,但目前研究人员并不清楚为何HIV患者大脑中会产生β淀粉样蛋白,以及其如何诱发HAND的。

    HIV并不会感染神经元,因为病毒并没有合适的受体,长期以来研究人员一直知道β淀粉样蛋白的水平会发生升高,但并不知道为何这种蛋白会过量产生以应对感染。这项研究中研究人员Naghavi及其同事就进行了一项大规模的实验寻找细胞中蛋白和Gag蛋白(HIV的重要蛋白)之间的相互作用关联,很多蛋白能够结合Gag,但其中有一种蛋白特别突出,即膜相关的淀粉样蛋白前体(app)能够被加工来制造具有毒性的β淀粉样蛋白。

    研究者说道,我们都知道,APP是β淀粉样蛋白的前体,因此我们想要寻找APP,同时还在感染的巨噬细胞和小神经胶质细胞中发现APP转化成为β淀粉样蛋白的水平会增加。巨噬细胞和小神经胶质细胞是HIV能够感染的两类非神经性的大脑细胞,在这些细胞中,APP能干扰HIV的感染,而作为回应,HIV也会试图绕过这一障碍。在巨噬细胞和小神经胶质细胞感染期间,HIV的Gag蛋白会促进app的加工,从而降低细胞接收的耐受性,而这对于产生毒性β淀粉样蛋白或许具有一定的副作用。

    研究者Naghavi表示,通过结合APP,Gag就会将其拖入细胞膜脂质筏区域中,在脂质筏区域就有酶类能够促进APP加工形成β淀粉样蛋白,这也是我们首次发现HIV能够克服巨噬细胞和小神经胶质细胞的APP所诱导的障碍。为了降低β淀粉样蛋白的积累,研究人员就能靶向作用分裂APP的酶类,即γ分泌酶,阻断app加工的抑制剂或能通过抑制感染和减少β淀粉样蛋白产生的双重过程来产生双重效应。

    当药物阻断APP加工时,其就会降低β淀粉样蛋白的水平,并增加APP的水平,最后产生综合性效应,即降低神经变性的水平,同时维持APP原有的阻断感染的能力。这项研究中研究人员阐明了如何利用药物来阻断HIV的复制以及治疗HIV相关的痴呆症,后期他们还想通过研究阐明是否app会影响其它嗜神经性病毒的复制,比如寨卡病毒或巨细胞病毒等。然而将相关的研究结果转化成为能在患者机体中发挥作用的药物,或许还有很长一段路要走,具有期望效应的化合物或许对于人类机体有一定毒性,因此寻找一种能够调节γ分泌酶的无毒药物或许是研究人员下一阶段需要研究的重点。

    HIV患者能够存活地更久或许要感谢目前更为有效的疗法,因此目前研究人员还需要解决HIV患者出现的相关慢性疾病,在联合抗逆转录病毒疗法的帮助下HIV患者能够过上类似于正常人的生活,但他们仍然会遭受诸如HAND等疾病的困扰,所以后期研究人员还需要通过进行更为深入的研究来开发改善HIV相关疾病的新型疗法。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41467-017-01795-8
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  • 《Mol Cell:科学家阐明卫星RNA诱发癌症的分子机制》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-07-05
    • 一些人家里可能有卫星电视,但我们每个人体内细胞中都存在卫星DNA,在特定类型的癌症中,这些卫星DNA的拷贝(卫星RNAs)的水平会更高,比如乳腺癌和卵巢癌,那么这些卫星RNAs是否会诱发癌症?目前研究人员并不清楚。近日,一项刊登在国际杂志Molecular Cell上的研究报告中,来自索尔克研究所的研究人员通过对卫星RNAs进行研究发现,一种名为hSATa的特殊类型卫星RNA或许能够通过直接干预细胞中的DNA复制并且损伤DNA修复机制来诱发乳腺癌;相关研究结果表明,靶向作用卫星RNAs或能帮助研究人员开发新型疗法来治疗诸如乳腺癌和前列腺癌等多种癌症的新型疗法。 研究者Tony Hunter表示,这项工作最有意思的一点就是其能够阐明RNA自身在癌症发生过程中也扮演着关键角色,也就意味着,并不是所有癌症都是因为异常蛋白质而引起的,同时这也给予了研究人员对抗癌症的新机会和思路。卫星RNAs是一种短链重复序列,其是来自于染色体中部或末端的DNA的拷贝,这些遗传分子并不会编码蛋白质,而且在成年人机体细胞中非常罕见,然而在恶性肿瘤中却比较常见,卫星RNAs在细胞中占到了所有RNA总量的50%,因此研究人员就想通过研究来阐明卫星RNAs与癌症发生的关系。 这项研究中,研究人员选择hSATa来进行研究,因为hSATa在缺失BRCA1的人类和小鼠肿瘤中比较常见,BRCA1是一种肿瘤抑制蛋白,其在遗传性乳腺癌患者机体中处于突变状态。研究人员将这些RNAs(hSATa)注入到了培养皿中生长的人类细胞中,随后他们发现细胞中指示DNA损伤的蛋白质水平上升了,利用CRISPR基因编辑工具来增加细胞内内源性的卫星RNA的水平或许也能产生相同的效应,结果表明,损伤的关键或许与卫星RNA存在有关,而与细胞或许并无关联。 研究者表示,复制的受损或许会诱发DNA损伤,细胞中的很多染色体都会出现明显的形状异常,这或许就是癌症发生的标志;接下来研究者在细胞中引入病毒,促进hSATa RNA进入小鼠的乳腺组织中,在这段时间里研究者发现小鼠乳腺中出现了肿瘤,很幸运的是,小鼠乳腺细胞存在多种抗癌机制,因此卫星RNAs或许就无法诱发小鼠出现癌症了。 为了阐明在分子水平下所发生的事件,研究人员从小鼠细胞中分离到了hSATa RNA及其相关结合蛋白,他们发现,大部分的结合蛋白都属于DNA损伤修复网络中的成员,而这种网络也与BRCA1相关。当处于细胞分裂过程DNA进行复制时,BRCA1能够参与稳定整个复制结构,当其发生突变时,DNA的复制就会出错,而且由此产生的损害会诱发进一步突变,最终导致乳腺癌的发生,这项研究中,研究者发现,卫星RNA能够结合健康的BRCA1,同时还能干扰其稳定功能,从而阻断其复制,导致DNA损伤的发生。 研究者指出,卫星RNAs或许是未来科学家们开发新型抗癌疗法的潜在靶点;2011年,研究人员发现,BRCA1的缺失会导致卫星RNAs以及染色体异常水平的增加,但研究人员并不清楚异常复制的RNA和癌症发生之间的关联。本文研究中,研究人员阐明了卫星RNAs干扰正常DNA复制的分子机制,这对于阐明癌症以及其它遗传性疾病发生的分子机制非常关键。
  • 《常见抗胆碱能药物与痴呆症发生相关》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-05-02
    • 由英国东安格利亚大学科学家领导、与爱尔兰和美国合作者共同开展的一项最新研究发现,常用作抗抑郁药或治疗尿失禁的抗胆碱能药物与痴呆症的风险增加有关,即便是在诊断认知障碍前20年服过药。该项研究已于近日在线发表于《英国医学杂志》(BMJ),题目为:Anticholinergic Drugs and Risk of Dementia: Case-Control Study。 该研究是一项巢式病例对照(nested case-control)研究,是迄今为止调查抗胆碱能药物的最大规模、最详细的研究,共包括了4万多例痴呆症患者。结果显示,抗胆碱能药物的使用与痴呆症之间有显着的相关性,但仅针对该药物类别中的某些类型药物。然而,该小组表示,这项发现非常重要,因此在可能的情况下需要减少处方抗胆碱能药物的使用。鉴于许多药物具有一定的抗胆碱能活性,因此一个关键的聚焦点应该是开处方上。临床工作人员、患者及其护理人员应密切合作,降低抗胆碱能药物相关的潜在危害。 文章的共同作者、印第安纳大学临床及转化科学研究所创始人Malaz Boustani指出,这些发现清楚地表明,临床医生需要仔细考虑患者的抗胆碱能负担,并权衡其他选择。医生应该审查所有的抗胆碱能药物,包括所有年龄段患者服用的非处方类药物,并确定安全的方法,使个体远离抗胆碱能药物,以保持大脑健康。 抗胆碱能药物的目的是阻断中枢神经系统或外周神经系统中的神经递质乙酰胆碱,根据作用位点具有不同的作用。目前,已开发出的抗胆碱能药物用于治疗抑郁症、胃肠道疾病、帕金森病、尿失禁、癫痫及过敏反应等多种疾病。 然而,众所周知,抗胆碱能药物会影响认知,其用药指导意见建议避免在虚弱的老年人群中使用。之前研究一直无法确定是否痴呆风险的增加特别是由抗胆碱能活性引起,或者这种关联是否是由于药物或处方这些药物所治疗的潜在疾病。此外,很少有人研究长期抗胆碱能暴露与痴呆风险的关联性,后者往往被报道具有正相关。 此次研究人员分析了英国临床实践研究数据链中超过40000名确诊为痴呆症的老年患者确诊前4-20年内抗胆碱能药物处方记录,患者年龄在65-99岁之间;同时还分析了另外283993例无痴呆症老年人的匿名处方记录。 结果显示,在过去4-20年内,抗胆碱能药物总使用量的增加与痴呆确诊事件之间存在着“显着的关联性”。然而,剂量-反应联系仅见于某些类别的抗胆碱能药物,包括抗抑郁药阿米替林、度硫平、帕罗西汀,以及泌尿系统药羟丁酸、托特罗定。往大的说,痴呆风险与抗胆碱能活性负担(ACB)评分为3(能跨越血-脑屏障,并具有明确的抗胆碱能活性)的任何处方抗抑郁药、抗帕金森病或泌尿系统药的使用之间具有相关性。特别是,抗胆碱能药物的使用与痴呆的关联性在确诊前的15-20年最为明显。这表明,反向因果关系或与早期痴呆症状混淆不太可能解释这种效应。 相反,痴呆风险与ACB评分为3的抗痉挛药、抗精神病药、抗组胺药或其他类似药物的既往服药史之间没有关联性。药物累积使用量与ACB评分为1(可能具有抗胆碱能)之间也没有剂量-反应效应。 尽管抗胆碱能药物与痴呆症发病机制之间的机械论学联系是有限的,但人类和小鼠的神经病理学研究确实支持了抗胆碱能药物在影响神经退行性病变方面发挥了作用。 有趣的是,抗胆碱能药物,特别是羟丁酸(oxybutyrin),在多个随机对照研究中一直与短期认知下降存在着相关性,因此其痴呆的长期风险是“合理的”。此外,尽管帕金森病患者在不考虑药物使用的情况下仍存在更高的痴呆风险,但抗胆碱能帕金森病药物在之前的研究中也一直与认知能力的下降具有相关性。该研究提供了进一步的证据,表明治疗帕金森病患者时应避免使用抗胆碱能药物。 东安格利亚大学健康研究所研究员George Sawa博士表示,这项研究非常重要,因为全球大约有3.5亿人受抑郁症困扰。另外,据估计,在英国和美国,需要治疗的膀胱疾病影响超过13%的男性和30%的女性。 不过,研究人员强调,服用抗胆碱能药物的患者不应停止服用药物。目前还不确切地了解抗胆碱能药物是如何导致痴呆,仍需要开展进一步的研究来理解导致这种关联的可能原因。同时,研究人员强烈建议,存在任何顾虑的患者在咨询医生和药剂师之前应继续服用药物。