《JCI:揭示人类T细胞白血病病毒将免疫细胞转化为癌细胞的分子机制》

  • 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:2021-12-20
  • 人类T细胞白血病病毒1型(HTLV-1,Human T cell leukemia virus type 1)主要感染CD4+ T细胞并会在被感染个体机体中诱发慢性持续性感染,有些人就会进展为成人T细胞白血病/淋巴瘤(ATL,adult T-cell leukemia/lymphoma);HTLV-1还会改变细胞的分化、激活和存活,然而,目前研究人员并不清楚是否以及这些改变如何促进被感染细胞发生恶性转化。近日,一篇发表在国际杂志Journal of Clinical Investigation上题为“HTLV-1 infection promotes excessive T cell activation and transformation into adult T cell leukemia/lymphoma”的研究报告中,来自帝国理工学院等机构的科学家们通过研究揭示出了HTLV-1病毒如何引发某些人群患上罕见白血病的,同时还提出了线索有效阻断这种情况的发生。

    文章中,研究人员利用单细胞分析揭示了该病毒如何过度激活T细胞(血液中的关键免疫细胞),从而促进其发生癌变。称之为ATL的罕见癌症大约会在5%感染HTLV-1的患者中发生,但仅仅是在最初感染的多年中会这样;HTLV-1能专门感染T细胞并将其转化为白血病细胞,但由于时间上存在滞后,这就使得研究人员确定这种转化是如何发生的变得很难。

    ATL能缓慢或积极性地进展,但目前针对高级别ATL并没有标准的疗法,而且在患者使用化疗和抗病毒疗法后,该疾病还有着非常高的复发率。本文研究结果表明,病毒能够劫持T细胞的激活机器,并导致其持续处于高水平的激活状态,并逐渐进展为恶性肿瘤。研究者Yorifumi Satou说道,虽然仅有一小部分HTLV-1感染的患者会进展为ATL,但据估计,全球大约有500万只1000万该病毒的携带者,而且在一些地区该疾病该是地方性的,比如在日本就有大约100万名患者。

    研究人员认为,目前非常有必要理解病毒如何让T细胞与人类机体作对,本文而研究揭示了发生这种改变的一种关键机制,并为研究人员提供了一定的研究方向从而寻找干预这一过程的方法,其或有望帮助潜在预防癌症的进展。白血病是一种起源于血液或骨髓细胞的癌症,其主要特点为异常白细胞的数量大幅增加,而T细胞是一种特殊类型的白细胞,其在抵御外来入侵者上扮演着至关重要的角色,比如细菌和病毒感染等。

    HTLV-1病毒能将其自身插入到一类T细胞中,并开始以一种潜伏状态停留在那里,其并不会释放任何病毒颗粒或者引发任何不良影响,对于许多这种病毒携带者而言,这种情况或许从未改变,但在大约5%的携带者中,经过几十年的潜伏,病毒机会重新苏醒并影响T细胞的功能。文章中,研究人员对来自无病毒捐赠者、健康病毒携带者和ATL患者机体超过8.7万个T细胞进行分析,研究者对这些细胞的RNA进行测序旨在揭示病毒与T细胞之间相互作用的机制。

    研究者表示,在进展为ATL的人群中,HTLV-1会让受感染的T细胞变得高度活化和过度反应,从而导致其过量产生维持其不断增殖的蛋白,同时还能帮助病毒避免机体其它通常会清除有害细胞的免疫系统的攻击。研究者认为,这些改变会使得过度反应的T细胞对DNA损伤变得更加易感,比如通过化学制剂或辐射,这就会加速T细胞过渡为癌变状态。研究者Ono表示,对相关过程进一步研究或为后期开发新型疗法策略奠定一定的基础,比如,T细胞的慢性激活也能通过阻断告诉细胞激活的信号通路的分子来被抑制,或者,新型疗法就能通过靶向作用激活T细胞所产生的蛋白质来帮助细胞增殖。

    综上,本文研究结果表明,HTLV-1感染的细胞或能上调HLA II类分子,并能扮演耐受性抗原呈递细胞来诱导抗原特异性T细胞的过敏,研究人员揭示了在单细胞水平下HTLV-1所介导的转化和免疫逃逸过程的精细化分子机制。

    原始出处:

    Benjy J.Y. Tan,Kenji Sugata,Omnia Reda, et al. HTLV-1 infection promotes excessive T cell activation and transformation into adult T cell leukemia/lymphoma, Journal of Clinical Investigation (2021). DOI: 10.1172/JCI150472

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/6794143.html
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    • 近日,一项刊登在国际杂志Journal of Virology上的研究报告中,来自明尼苏达大学的科学家们通过研究开发了一种新型策略,或有望阻断一种高传染性病毒在澳大利亚中部偏远地区的传播,人类T细胞白血病病毒1型(HTLV-1)在社区成年人中的感染率超过了40%,HTLV-1是科学家们发现的首个人类癌症病毒,其会诱发白血病和淋巴瘤。 研究者Louis Mansky博士表示,如今我们已经深入阐明了HTLV-1如何产生病毒颗粒来扩散到机体的其它细胞中,这项研究中我们制造了HTLV-1病毒主要结构蛋白Gag的突变,并阐明了这些突变如何影响HTLV-1颗粒的产生,HTLV-1病毒在细胞间的扩散需要产生病毒颗粒,这对于机体中感染的建立至关重要。 研究者发现,HTLV-1中Gag蛋白的关键区域中含有关键的氨基酸残基,而这些氨基酸残基对于产生病毒颗粒非常重要。Mansky说道,通过制造这些突变,我们发现,Gag蛋白的结构对于制造新型的病毒颗粒非常重要。HTLV-1能够通过多种方式传播,比如性接触、输血或母乳喂养方式等,作为一种致癌因素,HTLV-1还会导致机体出现其它严重的健康问题,并诱发脊髓慢性进行性疾病的发生。 这项研究中,研究者发现,用来产生HTLV-1病毒颗粒的关键病毒蛋白能够以一种与HIV等相关病毒不同的方式来进行装配;最后研究者Mansky说道,目前我们对HTLV-1的理解较少,本文研究结果或能帮助我们更好地理解HTLV-1感染机体并开始扩散的分子机制;后期研究人员还需要进行更为深入的研究来理解HTLV-1病毒颗粒产生的分子特性,同时研究者还希望能够开发出有效抑制HTLV-1病毒扩散的新型疗法。
  • 《Nature:揭示人类冠状病毒进入宿主细胞之谜》

    • 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:2023-10-30
    • 在一项新的研究中,来自荷兰乌特勒支大学的研究人员发现了冠状病毒刺突蛋白被激活后进入宿主细胞的复杂机制。他们利用功能强大的显微镜和计算机模拟,揭示了一种微小的糖分子---称为唾液酸聚糖(sialoglycan)---如何与人类冠状病毒刺突蛋白结合,并触发入侵宿主细胞所需的成分暴露。这些发现从根本上揭示了冠状病毒逃避宿主免疫系统并引发感染的复杂机制。相关研究结果于2023年10月4日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Sialoglycan binding triggers spike opening in a human coronavirus”。 冠状病毒刺突蛋白在病毒附着和进入我们的细胞中起着至关重要的作用。深入了解这些蛋白非常重要,因为它们是物种间传播的关键因素,也是中和抗体的主要靶标。 为了侵入宿主细胞并传递病毒基因组,冠状病毒刺突蛋白必须从封闭状态切换到开放状态。这就暴露了它的一个受体结合结构域,然后它就抓住了进入宿主细胞所需的蛋白受体。对于最臭名昭著的冠状病毒,即导致 SARS、MERS 和 COVID-19 的冠状病毒,刺突蛋白可以在这两种状态之间自由切换。然而,其他人类和动物冠状病毒的刺突蛋白只能在封闭状态下被观察到。 这使人们想到,大多数冠状病毒刺突蛋白可能不会在两种状态之间随意切换,而是可能有特定的生物线索触发它们开放。论文共同通讯作者、乌特勒支大学兽医学院病毒学系的Daniel Hurdiss说,“冠状病毒的附着可能比目前所了解的更为复杂。” 为了研究这个长期存在的难题,Hurdiss和另一名论文共同通讯作者、乌特勒支大学兽医学院病毒学系的Raoul de Groot重点研究了人类冠状病毒HKU1的刺突蛋白。据估计,四种常见的感冒冠状病毒(HKU1、OC43、NL63 和 229E)共同导致每年 15% 至 30% 的呼吸道感染。 以前的研究已表明HKU1刺突蛋白主要依赖于与特定糖分子的结合,但其原因仍然不明。在这项新的研究中,这些作者发现这种糖分子结合会诱导刺突蛋白进入开放状态,并暴露出它的受体结合结构域,这是后续的细胞进入步骤所必需的。因此,他们发现了一种迄今为止科学界尚不知晓的生物分子机制。 Hurdiss 说,“这是一种微调的糖分子开关。从这些病毒的角度来看,这是一种巧妙的方法,可以将自己的致命弱点---受体结合结构域---隐藏起来,直到最合适的时机出现。我们的发现为冠状病毒的附着描绘了一幅更为复杂的图景,两种受体的使用有可能成为它们的免疫逃逸的一种手段。” 一连串构象变化 论文第一作者、乌得勒支大学理学院的Matti Pronker就像把电影胶片从一个个画面拼接起来一样,对HKU1刺突蛋白的每种构象进行建模,并推断出这种糖分子结合诱发的一系列事件。他们与乌特勒支大学兽医系的Robert Creutznacher和Biognos AB公司的计算化学家Martin Frank合作,解释了一个微小的糖分子如何在这种相对巨大的大分子复合物中引起一连串的构象变化。 Pronker 说,“这就像蝴蝶效应。”De Groot说,“看到由糖分子结合引起的微小和局部构象变化如何引发更大的结构域运动并最终导致刺突蛋白进入开放状态,这很有意思。多年来对冠状病毒与糖分子相互作用的研究在这项新的研究中达到了顶峰。” “我们的研究结果表明,冠状病毒可能依赖于多种受体的使用,与基于糖或蛋白质的启动受体(priming receptor)结合作为激活刺突蛋白以完成后续的细胞附着和进入步骤的生物线索。我们将继续研究冠状病毒如何与宿主细胞结合并进入宿主细胞。这类研究对于了解病毒-宿主相互作用、人畜共患病的传播以及开发有效的对策都非常重要。” 参考资料: 1. Matti F. Pronker et al. Sialoglycan binding triggers spike opening in a human coronavirus. Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06599-z. 2. Revealing the ‘sweet secrets’ of coronavirus cell entry https://www.uu.nl/en/news/revealing-the-sweet-secrets-of-coronavirus-cell-entry