病毒“外逃”传染的策略

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    [生物通讯]你的同事感冒了。你知道感冒病毒传染到你和其他同事身上是迟早的事。病毒感染在人群中传播的能力使其哪怕只是普通的感冒病毒，也会引起严重的公众健康问题。

    科学家对病毒是如何进入细胞并在细胞内繁殖的已有了一定的了解。然而，对于新产生的病毒是如何从组织中逃脱重返外部世界感染新宿主的，研究人员还知之甚少。现在，来自爱荷华大学的研究人员发现了一种特殊病毒用来逃脱宿主细胞重返外部环境中的策略。这一发现发表在9月20日期的《细胞》杂志上。

    腺病毒能引起感冒和肺炎，专门感染呼吸道的上皮细胞。腺病毒先是侵入宿主细胞，在宿主细胞中大量繁殖后再逃出寻找新的宿主。一般说来，上皮细胞排列在机体表面和各种腔内，它们在内部和外部世界之间形成一道物理屏障。

    一个叫做细胞粘着分子（cell adhesion molecule)的蛋白家族象拉链一样负责将上皮细胞粘附在一起。当上皮细胞之间的空间被“拉上”时，微生物就无法进出宿主细胞。这个拉链的一个关键组成部分就是类似于拉链牙齿的部分－－细胞粘着分子CAR。

    爱荷华大学的这项研究证明，腺病毒对细胞的感染引起上皮细胞发生泄露，即拉链未拉上。进一步检查发现，腺病毒是通过细胞之间形成的缝隙获得重返外部环境的机会的。研究人员还在文章中描述了上皮细胞之间产生间隙伴随发生的分子事件。

    新生成的腺病毒表面含有一种叫做纤维的蛋白。当纤维与CAR结合时，就会破坏CAR对细胞的粘附。也就是说，上皮细胞的拉链被拉开了。

    “我们发现，纤维蛋白即使在病毒的其余部分不存在时，自己也能引起细胞间粘接的断裂。”文章的领导作者、爱荷华大学医学科学家培训计划的博士研究生Robert Walters说。“而且，当我们阻断纤维蛋白时，病毒从呼吸道上皮细胞中的逃脱也受阻。”

    腺病毒似乎还会事先做出有利于逃跑的安排。除了在宿主内进行繁殖外，腺病毒还会产生额外的纤维蛋白和不具传染性但却拥有纤维蛋白的缺陷病毒颗粒。因此，当一个被感染的细胞死亡并溢出其内含物时，临近的CAR分子就会被各种形式的病毒蛋白淹没，不再对临近细胞紧抓不放。由此，拉链被分开了，上皮细胞间留下病毒逃跑时可钻的空子。

    Walters指出，腺病毒还能利用纤维蛋白与CAR之间的分子互作来赢得进入宿主细胞的入口，这尤其有趣。

    “这些研究结果表明，腺病毒已经进化出利用一种工具完成两种相当不同的工作的本领。”Walters说。

    早先的研究已经表明，其它几种病毒也是通过霸占细胞粘着分子来进入宿主细胞的，爱荷华大学的研究人员推测，腺病毒逃脱一个宿主或穿越组织藩篱所采用的迂回逃跑线路的类型可能也是其它病毒和细菌所广泛使用的。

    “我们的研究告诉我们，CAR将上皮细胞粘附在一起，病毒蛋白破坏CAR与细胞间的互作，使病毒乘虚而入。”Walters 说。“在大多数病毒感染中，人们都是在症状明显之前就已经将病毒传播出去了。因此如果能够了解病毒逃是如何逃脱宿主的将使我们可以预防感染病人周遭人士被传染，尤其是在学校或军队这些人员密集的地方等。

    除Walters外，研究小组成员会还包括Brookhaven国家实验室的生物学教授Paul Freimuth博士、爱荷华大学研显微研究中心的科研助理Thomas Moninger、内科学暑期学生、内科学副教授Joseph Zabner博士、以及Howard Hughes医学研究院内科学、生理学与生物物理学部主任Michael Welsh博士等。

生物通摘译自BIO.COM