物理科技生物学-PHYICA

一种外壳蛋白允许病毒在肝脏横行霸道,为癌症铺平了白井けいこ道路

医学研究 2021-11-05 22:01:15

显示标记的STING和HA-HPN蛋白在肝细胞中分布的图像

信用:F

辛等人

,科学信号(2021) 肝脏中的慢性病毒感染可导致器官功能障碍,并最终导致肝脏肿瘤的进展,其特征始终是病毒不受免疫系统的限制而增殖

尽管几十年来人们已经知道肝脏的慢性病毒感染会导致癌症,但医学研究者直到现在才开始充分认识到分子信号的破坏是如何为病毒诱发的肝癌埋下伏笔的

在台北市国立台湾大学医学院的一系列优雅的细胞研究中,科学家发现一种跨膜酶(一种嵌入细胞中的蛋白质,其活性部分位于细胞表面上下)在破坏肝细胞方面发挥了强大的作用

这种酶被称为hepsin,由宿主产生

它增加了肝癌的易感性,因为当它活跃在病毒感染的环境中时,它是一个值得注意的叛徒——一个生物叛徒

尽管台湾的研究小组在研究仙台病毒和疱疹病毒时看到了实验室中的破坏性活动,但涉及肝脏感染和癌症的重大全球健康危机完全集中在乙肝和丙肝上

事实证明,赫普辛甚至不会干扰病毒本身,在肝脏中制造混乱;它不可逆转地破坏了一种叫做STING的保护性蛋白质

一旦STING瘫痪,病毒就可以在肝脏中肆意横行

“我们的研究提供了新的见解,”博士宣称

傅欣和海伦·刘敏怡在《科学信号》杂志上撰文

“肝脏的慢性病毒感染会导致器官功能障碍和肝细胞癌

“跨膜丝氨酸蛋白酶hepsin通过切割STING抑制I型干扰素的诱导,”Xin和Liu写道,指的是被称为STING的蛋白质上堆积的巨大生物损伤

台湾的研究表明,hepsin可以抑制人体自然抗病毒反应,这种反应是由STING发起的,STING代表干扰素基因的刺激因子

当STING完好无损时,它的信号活动参与了大量抗病毒干扰素的释放,干扰素是一种阻止病毒的蛋白质

STING激活刺激编码I型干扰素的基因表达,作为抗病毒反应的一部分

ⅰ型干扰素由一大群蛋白质组成,有助于调节免疫系统的活性

除了激活控制病毒的干扰素的作用外,STING激活在抗肿瘤免疫中也占有显著地位,使其在整体先天免疫反应中至关重要

就时间而言,STING被认为是在先天免疫反应的早期阶段被激活的,此时病毒被感知,完整的攻击需要来自刺激免疫系统的一连串分子攻击

事实证明——如果运气不好的话——叛徒赫辛真的剁了斯汀,从而使先天免疫反应失效

被hepsin破坏的免疫系统成分是ⅰ型干扰素,这种蛋白质不仅能杀死病毒,而且对引导免疫系统其他成分的信号活动至关重要

考虑到赫辛无意中造成的肝脏破坏程度,“叛徒”这个词似乎太亲切了

“Hepsin主要存在于肝细胞中,在病毒感染期间抑制了I型干扰素的诱导,”Xin和Liu断言,并指出如果没有I型干扰素,病毒感染很大程度上可以不受抑制地发展

对STING的伤害不仅仅是理论上的;台湾团队实际上在实验室里看到了赫辛是如何攻击STING的,观察了受感染的小鼠胚胎成纤维细胞和受感染的人类肝细胞的损伤

“赫普辛和斯汀在内质网共同定位,并切割斯汀,”科学家断言

除了在肝脏中是一个叛徒之外,hepsin在其他组织中还有另一个名字,特别是鼻咽,它形成上呼吸道和下呼吸道,包括肺

在这些组织中,hepsin被称为TMPRSS1,并且,不出所料,在这些细胞群中也作为跨膜转运体存在

在新型冠状病毒感染的情况下,TMPRSS1发出信号,提醒病毒存在ACE2受体

ACE2受体是TMPRSS1的隔壁邻居,也是新型冠状病毒入侵人类细胞的脆弱门户,导致了有时致命的大流行疾病新冠肺炎

在调查人员中,毫无疑问TMPRSS1的信号会帮助病毒

很明显,免疫系统的主要作用之一是防止病毒霸占细胞

但是当hepsin使STING瘫痪时,在持续的肝脏感染中,肝癌的阶段就开始了

台北市的研究不仅为了解信号分子如何受损打开了一扇新的窗户,还展示了一种微小的跨膜酶如何在导致破坏中发挥作用

随着国际卫生机构,尤其是世界卫生组织,制定减少肝病和肝癌负担的策略,这项新研究正处于关键时刻

在全球范围内,肝癌是癌症相关死亡的主要形式,这些恶性肿瘤的主要原因是器官的病毒感染,主要是乙型和丙型肝炎

估计为1

根据世卫组织的数据,每年有100万人死于由病毒感染引起的肝癌,世卫组织还将与肝炎相关的肝癌最易发生的地区定义为资源贫乏的国家

尽管从20世纪80年代开始使用的疫苗能够预防乙型肝炎感染,并且在最近几年,药物治疗有效地治愈了丙型肝炎,但这些干预措施在世界上许多地方仍然没有实施

该团队报告称,首先掌握导致癌症的潜在分子机制,可能会为肝癌预防的新方法铺平道路,例如开发阻断hepsin的药物策略

辛和刘与同样在台北市的肝病预防和治疗研究基金会的科学家合作,他们在研究中指出,干扰素的释放在肝脏感染期间至关重要,原因不止一个:这不仅仅是干扰素抑制病毒的问题

抗感染蛋白也刺激附近细胞的抗病毒途径

他们说,hepsin不仅通过阻止干扰素的释放而使肝脏感染恶化,异常的hepsin活性也可能与非传染性疾病有关,使其恶化

科学家说:“Hepsin使肝细胞易受病毒感染,可能导致前列腺癌细胞对依赖STING激活的免疫疗法反应不佳。”

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