病毒攻击线粒体旅行和传播在神经系统

攻击神经系统的病毒可以通过破坏细胞功能来茁壮成长

在健康的神经元(左)中,线粒体通过电动机蛋白质和运动蛋白携带。病毒感染(右)用钙(CA2 +)泛滥,当被线粒体蛋白质miro检测到时,将线粒体延伸到停止并使它们引起脱落的电机蛋白。普林斯顿研究人员认为,病毒然后共同选择Kinesin-1在感染的细胞内自由地移动并蔓延到神经系统中。该研究提出了对狂犬病,西尼罗铁和脊髓灰质炎等其他神经渗透病毒的解释也可能攻击和破坏神经系统。由克莱默的图像。

在神经元中观察到的第一次,从生物学家普林斯顿大学疱疹病毒的文件共同的张力间接采取了细胞的线粒体的控制。研究人员认为,病毒然后征用的蛋白质线粒体通常使用移动,使他们能够自由地,然后在神经系统中旅行和增殖。

攻击神经系统的疱疹和其他病毒可以通过破坏细胞功能来茁壮成长,以劫持神经元的内部运输网络并扩散到其他细胞。

普林斯顿大学的研究人员在神经元中取得的第一次观察是疱疹病毒的共同的张力间接地采取了细胞的线粒体,调节细胞的能量供应,通信与其他小区的移动细胞器的控制和自我毁灭对感染的反应。该团队在期刊上报告细胞宿主和微生物的病毒感染提高了神经元的活动,以及细胞的钙水平——细胞通信的关键化学物质——并使细胞轴突的线粒体运动停止,而轴突与其他神经元相连并允许与其他神经元进行通信。

作者提出,这些病毒随后霸占了线粒体通常用来在细胞内移动的蛋白质。病原体可以在受感染的神经元内自由移动和繁殖,更容易传播到未受感染的细胞。当研究人员使线粒体对钙不那么敏感时,病毒就不会那么迅速或容易地传播了。

These findings reveal a previously unknown and highly efficient mechanism that some of the most common strains of herpes viruses in humans may use to proliferate in the nervous system, said lead author Tal Kramer, a doctoral student in the lab of the paper’s co-author Lynn Enquist, the Henry L. Hillman Professor of Molecular Biology and chair of Princeton’s molecular biology department.

克拉姆和eNquist使用大鼠神经元在α-疱疹病毒亚家族中研究两种疱疹病毒:伪论病毒(PRV),一种感染动物的模型α-疱疹病毒,疱疹病毒1(HSV-1),一种极其常见的人导致唇疱疹和其他病变的病毒。其他人类α-疱疹病毒负责导致鸡痘和带状疱疹等疾病。

“以前没有人仔细观察过神经元中阿尔法疱疹病毒感染期间的线粒体运动。我们对这些病毒如何以对病毒繁殖很重要的方式破坏神经系统细胞提供了新的见解,”克雷默说。

“如果线粒体停止在其轨道,不能去任何地方,这可能非常糟糕,”他说。“他们不仅是细胞的发电厂,但调节的重要过程。该病毒可能充当许多这些进程的干涉。”

除了疱疹,普林斯顿大学的发现还可能解释了其他嗜神经病毒,如狂犬病、西尼罗河病毒和小儿麻痹症,是如何攻击和破坏神经系统的,Kramer说。他说,尽管这些病毒不同于疱疹病毒家族,但事实是,HSV-1和PRV对线粒体运动和功能有类似的影响,这表明其他病原体也可以以同样的方式破坏线粒体。

此外,本文提出了对神经元健康扭曲线粒体功能的影响。线粒体故障是非传染性神经变性条件的已知因素,如老年痴呆症病和帕金森氏病,Kramer说,虽然途径这种破坏尚不完全清楚。

“我们的模型提高了一些新的和令人兴奋的可能性,以便对其他重要人类病毒进行一些可以侵入神经系统和引起疾病的研究,”Kramer说。

他说:“甲型疱疹病毒感染破坏神经退行性疾病同样关键的细胞功能的事实也很惊人。”“了解病毒感染是如何损害神经元的,可能会让我们了解像阿尔茨海默病这样的疾病是如何损害神经元的。我们研究的病毒劫持了被充分研究过的细胞通路,这可能成为未来治疗策略的有效靶点。”

在健康的神经元中,线粒体在整个细胞的细长,树状结构上移动,以提供在整个细胞中发生的各种过程的能量。对于长距离细胞间通信的剧烈任务,线粒体沿着轴突和突触,电池到细胞接触的位点发生,其中发出信号。

钙在该小区通信的关键作用,克莱默解释。一个神经元经历在轴突钙水平的尖峰,当它从另一个神经元接收信号突触。虽然自然流动站,线粒体含有一种被称为米罗蛋白检测这种一窝蜂的钙和停止细胞器的突触。作为细胞传递给下一个神经元的信号线粒体然后提供能量。

通过对恩奎斯特实验室培养的神经元的活细胞成像,Kramer和恩奎斯特观察到这一过程是如何被HSV-1和PRV破坏的,以及病毒是如何通过这一过程传播的。

当病毒增加神经元发出的电信号时,混乱就开始了,正如第一次报道的那样发表论文2009年发表在《公共科学图书馆:病原体》杂志上;第一作者凯利·麦卡锡,恩奎斯特实验室的前任成员,2011年在普林斯顿获得博士学位;以及普林斯顿神经科学研究所(Princeton Neuroscience Institute)联席主任、亨利·l·希尔曼yabo124(Henry L. Hillman)分子生物学教授戴维·坦克(David Tank)。

在最新的研究,克莱默和恩奎斯特发现,该尖峰电活动充斥轴突和突触的钙。因此,米罗蛋白质检测的钙的增加和停止线粒体运动。该病毒在电池控制立即下车,然而,当克莱默和恩奎斯特干扰米罗的能力,以应对中钙水平的上扬。虽然病毒感染不能完全打乱,就不能内或以其他细胞以同样的效率传播。

基于这些观察结果,克拉姆和eNquist表明,HSV-1和PRV等病毒可能会使线粒体带到静止以劫持其运输。线粒体在电机蛋白质和kinesin-1的背面移动了神经元。在病毒感染期间,线粒体揭开这些蛋白质在Miro检测到细胞钙中的升高时停止移动。

以前的研究表明,HSV-1和PRV还使用特异性的Kinesin-1用于在感染的细胞内运输。因此,克拉姆人说,他和恩出的工作表明,病毒扰乱了线粒体运动,使其可以携带现在可用的kinesin-1蛋白并更有效地移动神经系统。

宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)癌症生物学教授詹姆斯·阿尔文(James alvin)说yabo124,普林斯顿大学的研究是对越来越多的研究的重大贡献,这些研究描述了病毒如何捕捉细胞运动蛋白(如运动蛋白-1)。

尽管这些发现具有治疗潜力,特别是在帮助证明平衡细胞钙如何抑制病毒感染方面阿尔温对这项研究很熟悉,但没有参与其中。他说,病毒可以像线粒体一样轻松地穿过受感染的细胞,这一证明本身就值得注意。

“确定由米罗功能被废止可提供额外的治疗途径,但是这也就是不必通过它的治疗潜力是合理的奇妙基础研究的具体机制,”他说。

“为了破坏线粒体的负载电机蛋白,使病毒颗粒[完整的病毒颗粒]可以加载反而是一个病毒运送一个聪明的办法,是通过这个数据激起了巨大的新的想法,” Alwine说。“当其他嗜神经病毒,就必须经过专门测试,在神经细胞的运动是由所有的人都需要的。因此,这一观察提供了一个首发位置并与其他病原体的研究模型的机制。”

这项研究发表在5月17日的杂志上细胞宿主和微生物,并得到国家卫生研究院和国家科学基金会研究生授予。

图片:塔尔克莱默

1条评论关于“病毒攻击线粒体在神经系统内传播”

  1. 您好;谁在读这你是F +++荷兰国际集团推迟,和愚蠢的小双+++

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