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《Science | 冬眠蝙蝠休眠和唤醒期间破坏性假丝酵母菌的致病策略》

  • 来源专题：战略生物资源
  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2024-07-16

  • 2024年7月11日， 威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员在Science发表题为Pathogenic strategies of Pseudogymnoascus destructans during torpor and arousal of hibernating bats的文章。

    北美数百万冬眠的蝙蝠死于白鼻综合症（WNS），这是一种新出现的疾病，由一种精神性（嗜冷）真菌--破坏性假丝酵母菌（Pseudogymnoascus destructans）侵入蝙蝠皮肤引起。破坏性假革囊真菌侵入蝙蝠表皮的机制仍不清楚。

    在体内观察的指导下，研究人员用新生成的小棕蝠（Myotis lucifugus）角质细胞系模拟了冬眠。研究人员发现了去壳蝠在细胞内的隐形生活方式，它能抑制角质细胞的凋亡，并通过两种表皮生长因子受体（EGFR）依赖机制在细胞内扩散：冬眠时的主动渗透和唤醒时的诱导内吞。内吞的去壳核糖体的黑色素阻断了内溶酶体的成熟，促进了去壳核糖体的存活，并在恢复休眠状态后发芽。表皮生长因子受体（EGFR）阻断会中止去壳核糖进入角质细胞。

  • 原文来源：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn5606
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相关报告

  • 《灰熊在冬眠前和冬眠期间表现出显着的基因控制》
    • 来源专题：可再生能源
    • 编译者：pengh
    • 发布时间：2019-09-20
    • 作为人类，沙发土豆可以大大增加脂肪堆积，加速II型糖尿病症状的发作，导致有害的血液化学和心血管变化，并最终导致一个人的死亡。 然而，像熊这样的大型冬眠者已经进化到适应和逆转他们每年在冬眠前和冬眠期间面临的类似代谢应激物，基本上对这些不良影响免疫。 在华盛顿州立大学贝尔研究，教育和保护中心进行的基于RNA测序的新基因研究表明，灰熊表达的大量基因在准备和休眠期间应对这些压力因素，比其他任何研究的物种都要多。 当校正其他冬眠研究中使用的不同样本大小时，基因王切换最高级甚至成立。 这项工作是在华盛顿的普尔曼进行的，这里是世界上唯一一所以大学为基地的俘虏灰熊种群。它于9月13日发表在Springer Nature出版物“通讯生物学”杂志上。 WSU科学家对这项研究的肌肉，肝脏和脂肪组织进行了活组织检查。 它始于冬眠的奇迹 几个世纪以来，人们对已知冬眠的各种物种着迷。科幻作家描述了与人类一起使用的梦幻太空之旅和冬眠状态。医学诱导的人类昏迷使他们超越了特殊的创伤或疾病状态，器官被冷却储存和运输，科学家们不断怀疑是否可以诱导冬眠作为一种治疗工具。已经研究了各种各样的物种，包括那些在温暖月份“冬眠”的物种和冬季冬眠并且体温有时会降至接近冰点的物种。但不是熊。熊看起来更像人类。 与一些假设的睡眠等效物不同，冬眠是一种非常特殊的代谢状态，它根据物种和它们冬眠的环境而变化。所研究的所有物种的冬眠机制都受其基因表达的控制。 “熊和其他冬眠者有睡眠和觉醒周期，但这些都与睡眠类型和发生频率不同，”该论文的第一作者Heiko Jansen教授说。 有了灰熊，可观察到的冬眠细节令人震惊。在近六个月的冬眠期间，灰熊只保持略低的体温，基本上不吃，排尿或排便。然而，他们确实分娩和生产牛奶，并且他们不会失去显着的骨骼或肌肉质量。在代谢方面，在冬眠期间，它们是哺乳动物通常必须消除或遭受其累积毒性的废物的最终回收者。 对人体进行的研究表明，即使只有24小时的禁食和限制床也会导致可测量的血糖和化学变化以及骨骼和肌肉的损失。灰熊虽然在整个冬眠期间保持接近正常的血糖水平。通过降低对胰岛素的敏感性，熊可以保存它们产生的葡萄糖。 之前在华盛顿州立大学进行的灰熊心脏病研究表明，在冬眠期间，熊的心率可以降至每分钟5次以下，平均为12至15次，而血液的稠度类似于浓稠的肉汁。他们的心脏基本上将泵送限制在其四个腔室中的两个腔室中，从而节省能量。然而，惊吓一个冬眠的灰熊，它可以在几秒钟内将心脏每分钟旋转100次。 灰熊队开发了这种独特的适应性，以便在食物稀缺时度过艰苦的冬天。通过冬眠，他们消耗很少的能量，生存，分娩和护理，直到食物再次变得丰富。 冬眠熊的基因表达非常显着 虽然其他物种的其他研究已经研究了冬眠前和冬眠期间组织中的基因表达，但迄今为止的工作从未在灰熊中完成。 WSU的结果虽然有些预期，但远远超过了之前看到的不同遗传表达水平。 “差异表达基因的数量惊人，”WSU副教授Joanna Kelley说。 通过对RNA进行测序，研究小组研究了六头熊的食欲过盛[发音为HY-per-fay-gee-uh]和随后的冬眠。 Hyperphagia意指在冬眠之前，当熊开始进食过量以便将能量储存为脂肪时。根据人类标准，每年这个时候的熊将被视为病态肥胖。 在这些发现中，所研究的所有三种组织都具有在冬眠期间发生的动态基因表达变化。也许更重要的是，他们发现在所有三种组织中都有相同基因的子集同时发生相同的变化。 脂肪是促进冬眠的组织，可能协调其他组织的保留。但是，尽管摄入了卡路里和脂肪，但熊并没有遭受与人类相同的负面影响。此外，他们通过根据季节打开和关闭基因来逆转这一过程。 在活跃的季节禁食熊似乎是时候进行冬眠不会使同样的基因像秋末一样开启和关闭。在冬眠中喂熊，基因也不能被愚弄;冬眠仍在继续。 “许多人认为，当熊经历食欲过盛时，脂肪就会积聚并作为燃料储存器存在，”Jansen解释说。 “事实上，我们的研究表明脂肪组织远非惰性。与正常季节性活动期间的表达水平相比，脂肪实际上非常代谢活跃，是由于冬眠期间脂肪中1000多种独特基因的表达所致。 。 “在整个饮食过度和冬眠过程中，胖子的整个角色仍然是一个值得继续探索的令人兴奋的领域。” Jansen接着解释说，在活动期和随后的饮食过度中，所研究组织的遗传表达不同。虽然脂肪中的许多基因差异表达，但没有基因像肌肉组织中那样表达，只有三个在肝组织中差异表达。 差异基因表达还意味着基因可以根据基因上调或下调，类似于一组开关打开或关闭。在脂肪组织中表达的基因中，与活跃季节相比，超过2000个被上调，并且大约1800个在冬眠中被下调。 “看到不同组织中相同的基因组被上调或下调，同时最好地为动物提供服务，这表明该过程可能有一个共同的控制机制，使这更像是一种'按需'调节，”凯利说。 ——文章发布于2019年9月18日
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  • 《Cell子刊：治疗期间，“休眠”的HIV仍能产生RNA和蛋白质》
    • 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：2023-09-15
    • 针对HIV病毒的抗逆转录病毒疗法（ART）被认为是一种缓解方法，而不是治愈方法，因为患者通常携带感染HIV的细胞库，如果治疗停止，这些细胞可能会重新出现。人们通常认为，在治疗期间，这些细胞库会处于休眠状态。   而两个独立的研究团队发现，这些细胞中的一部分会自发地产生HIV的RNA和蛋白质，这些RNA和蛋白质可能会影响患者的HIV特异性免疫反应。2023年9月13日，相关论文刊登于细胞出版社（Cell Press）旗下期刊 Cell Host & Microbe 上。   “它只是看似休眠了。”其中一篇论文的通讯作者，瑞士洛桑大学医院、洛桑大学和加拿大蒙特利尔大学免疫病毒学家Daniel Kaufmann说，“即使在接受治疗的人群中，HIV仍有一些活性，并继续与免疫系统相互作用。我们必须了解这些相互作用是否具有临床相关后果。” 为此，研究人员采集了18名艾滋病患者的血液样本，这些人都服用了3年多的抗逆转录病毒药物，这种药物可以阻止HIV的增长，但实际上并没有杀死病毒。然后，他们使用一种被称为RNA流式细胞术的实验室方法，根据是否感染HIV，分类CD4+或“辅助”T细胞（HIV选择性感染的细胞类型），并进一步观察它们是否在积极地产生HIV的 RNA或蛋白质。研究人员还对T细胞进行了表征（例如，无论是对抗细胞内病毒的T辅助细胞还是对抗细胞外细菌的T辅助细胞），以确定是否有CD4+T细胞亚型更有可能成为HIV宿主。 “我们的技术使我们能够观察单个细胞，看看它们是否含有病毒，以及它们表达的是病毒的哪一部分。”论文第一作者、蒙特利尔大学免疫病毒学家Mathieu Dubé说，“对于每个病人，我们可以估计有多少这些细胞仍然活跃，我们也可以寻找病毒特征和细胞特征之间的联系。” 研究团队发现，在这18名患者中，有14名患者体内有能够自发产生HIV的RNA细胞库。有7名患者，细胞库也产生了包括p24在内的HIV蛋白质，p24是HIV外壳的一种成分。 Daniel Kaufmann表示，留在患者体内的大多数HIV都是有缺陷的或不能真正繁殖的垃圾病毒，但我们发现这些有缺陷的病毒仍然可以产生病毒RNA，有时还能产生蛋白质。 虽然这些病毒RNA和蛋白质片段是无功能的“碎片”，但研究人员发现它们足以刺激免疫反应。由于更强的HIV特异性免疫反应与更活跃的HIV库相关，研究人员怀疑这种免疫反应可能没有帮助，但需要更多的研究来验证这一假设。 “我们的数据表明，这些病毒库产生的RNA和蛋白质可能是炎症的驱动因素。”Daniel Kaufmann说道，“这可能很重要，因为一部分接受抗逆转录病毒治疗的人仍然会受到感染的影响，例如，心脏病、虚弱和过早骨质疏松症。” 当他们研究哪种类型的CD4+T细胞更有可能携带活跃的病毒库时，研究人员发现，具有一系列表型和功能的T细胞榜上有名。 “一些亚群似乎更容易感染病毒，例如，记忆细胞和参与肠道免疫保护的Th17细胞，但一直没有明确的、独特的CD4+ T细胞类型更倾向于承载病毒。”Mathieu Dubé说，“其实大多数CD4+ T细胞中都有病毒。” 尽管研究中的所有患者都是白人男性，但研究人员仍然观察到患者之间存在很大差异。他们说，未来的研究应该进一步调查这些患者之间的差异，并在更多样化的患者群体中调查HIV库。 第二篇论文由美国俄勒冈健康与科学大学疫苗和基因治疗研究所免疫学家Lydie Trautmann领导，该研究也发现了CD4+T细胞的一个亚群在抗逆转录病毒治疗期间自发表达病毒RNA，特别是在开始治疗的急性和慢性感染泰国参与者队列中。急性感染患者的病毒蛋白较少，但两组之间的免疫反应相似。 论文作者写道：我们的研究表明，抗逆转录病毒疗法中活跃的HIV库驱动的残余免疫功能障碍，可能导致治疗中断后病毒控制的缺乏，因为它阻止了功能性干细胞样自我更新的HIV特异性CD8+ T细胞的分化，这些细胞可以建立有效的快速回忆反应。因此，HIV缓解策略可能需要靶向抗逆转录病毒治疗期间产生病毒蛋白的转录活性前病毒，以利用HIV特异性CD8+ T细胞控制治疗停止后病毒的反弹。
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