对抗疱疹病毒——有希望结果的新研究

显微镜下的未感染HEK-293细胞

这种来自人类胚胎肾细胞的细胞系因其生长可靠而常被用于研究。资料来源:Felix Petermann, MDC

今天(2019年10月25日)发表了关于预防疱疹感染的新见解自然通信。MDC使用单细胞柏林医疗系统生物学研究所的研究人员(BIMSB)yabo124核糖核酸测序以更好地理解病毒感染。

如果你的嘴唇开始刺痛和痒,它通常意味着你要感冒了。结果是小,痛苦的水泡,充满了高度传染性疱疹病毒(HSV)。大约80%的全球人口携带单纯疱疹病毒类型1(HSV-1)。一旦一个人合同病毒,它仍然在他们的余生中仍然存在,并且通常完全没有注意到。在稀有病例中,例如在新生儿或免疫系统弱的人中,疱疹病毒会导致脑或肺的炎症。

现在,一组研究人员正在研究感染过程中单个细胞内到底发生了什么。该团队的负责人是马克斯·德尔布鲁克分子医学中心(MDC)柏林医学系统生物学研究所(BIMSB)的马库斯·兰德塞勒教授。yabo124分子生物学家和生物信息学家在这里密切合作,这也适用于伊曼纽尔·维勒和维德兰·弗兰克,他们是一项关于HSV-1感染的新研究的主要作者。的纸张已发表发表在开放获取期刊上自然通信

抑制疱疹感染

在Bimsb,Bioinformatician Franke开发了允许他预测在个体细胞中进展的感染概率的算法。Wyler和Franke希望确切地知道可能鼓励或缓慢感染。他们调查了感染在个体细胞中进展的方式的差异,发现NRF2转录因子发挥了重要作用。作者称,NRF2激活会减慢感染的进展情况。“我可以在单个细胞中调节每个基因的调节的变化。这向我们展示了NRF2转录因子的激活水平可以是用于暂时抗HSV-1感染的标志物,“Franke说。细胞的状况似乎也决定性。他们发现,在细胞周期的一些阶段比其他相比,细胞更容易受到HSV-1感染的影响。

Drop Seq RNA测序器

MDC-研究人员使用工具“Drop-SEQ”用于SingleCell-RNA-sequencing以了解单个细胞水平的组织。资料来源:Felix Petermann, MDC

这项研究还提出了另一项发现:目前正在测试的一种用于慢性肾病患者的药物可以通过激活NRF2转录因子来抑制疱疹感染。当疱疹病毒进入宿主细胞时,它带来了自己的遗传信息。这意味着在受感染的细胞中,人类和病毒基因都被激活。当研究小组用肾脏药物——甲基巴多索酮治疗这些细胞时,病毒的生产效率降低了。它激活较少的自身基因,这通常会加剧感染。作者认为这是由于药物对NRF2转录因子的影响。

通过单细胞RNA测序,精确数据

迄今为止,很少有研究人员对BIMSB团队全面调查了急性病毒感染。它的工作依赖于自2016年以来一直在MDC中使用的方法:单细胞RNA测序。常规测序将允许研究人员在平均调查细胞中的哪些基因处于活性,但细胞中的差异是不可见的。用这些方法产生的信息有点像水果冰沙:“如果我把十种类型的水果放入搅拌机中,我可以粗略地告诉冰沙含有,说黑莓,当我品尝它时,”Wyler说。“通过单细胞RNA测序,我们没有制作冰沙 - 我们正在制作水果沙拉。我可以立即识别黑莓,并说明沙拉中有多少。“

疱疹病毒3d渲染

Wyler和Franke非常仔细地合作,理解并比较数据。在实验室中,该团队调查了约12,000名感染HSV-1的人体皮肤细胞。对于每个单元,新的测序方法产生了包含有关激活基因的信息的单独数据集。“如果你有12,000个细胞和3,000个分析的基因,那么看一个巨大的Excel电子表格不会有很大的帮助,”Wyler说。

研究人员以前使用常规RNA测序以鉴定在宿主细胞中激活的大约70 HSV-1基因。到目前为止,Wyler表示,才众所周知,US1和UL54基因同时在一组细胞中活跃。新的研究表明,一些细胞只激活两个基因中的一个 - “但我们不知道为什么只激活其中一个。”Wyler和Franke表示,只有在单细胞RNA测序中才能呈现在纸上的所有结果。

进一步研究的蓝图

疱疹病毒是一个很好的研究模型,因为它相对容易在实验室中工作。作者将他们的工作视为一个蓝图,展示了单细胞RNA测序如何帮助我们理解病毒感染。他们已经计划用这种方法分析另外两种病毒。惠勒和弗兰克希望与柏林沙利特医学院的克里斯蒂安·德斯滕教授以及柏林自由大学的病毒学家合作,研究另一种疱疹和冠状病毒。在人类中,冠状病毒可导致感冒,偶尔还会导致严重的呼吸道疾病。

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Emanuel Wyler,Vedran Franke等。(2019):单纯疱疹病毒1感染细胞的单细胞RNA测序将NRF2激活标识为抗病毒计划。“自然通信,10.1038 / s41467-019-12894-z

6个评论“与疱疹病毒 - 新研究与有前途的结果进行战斗”

  1. 在80年代的心脏移植中工作我们在我们免疫患者时,我们有100%的疱疹结果。他们看起来与通常的主要爆发不同,但它们很好地反应了Acyclovir。听不到过80%的感染率达到80%,我并不感到惊讶。

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