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宋红军、明国丽等寨卡研究获重要突破

来源:生物通 作者: 2016-3-10
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摘要: 最近几个月,寨卡病毒(Zikavirus)在拉美国家呈现爆炸式蔓延。这种病毒感染后的症状很像感冒,也就是发烧和肌肉关节疼痛。不过人们对这种病毒及其引发的问题还知之甚少。幸运的是,科学家们的寨卡病毒研究终于取得了重要突破。...


最近几个月,寨卡病毒(Zika virus)在拉美国家呈现爆炸式蔓延。这种病毒感染后的症状很像感冒,也就是发烧和肌肉关节疼痛。随着寨卡疫情愈演愈烈,医生们发现一种严重神经疾病(格林—巴利综合征)突然增多,“小头婴”的出生率也显著提高。不过人们对这种病毒及其引发的问题还知之甚少。

幸运的是,科学家们的寨卡病毒研究终于取得了重要突破。三月四日Cell Stem Cell杂志发表的最新研究显示,寨卡病毒能感染形成大脑皮层的神经干细胞,阻碍这些细胞的生长。

Johns Hopkins大学的宋红军(Hongjun Song)、明国丽(Guo-li Ming)夫妇与佛罗里达州立大学的Hengli Tang领导研究团队日以继夜地进行了一个月的研究。他们用人类诱导多能干细胞生成神经细胞,建立了研究寨卡病毒的新平台。

宋红军和明国丽是一对神仙眷侣,他们早在北京大学读书的时候就已经相恋了,现在两人在事业上又相辅相成,共同在神经科学领域取得了一个又一个的成就,联合署名发表在Cell、PNAS、Nat Neurosci等国际权威学术期刊上的研究论文已达70余篇。

鉴于人们一般是被蚊子携带的寨卡病毒感染,研究人员将病毒在蚊子细胞中培养几天,然后再用它们感染人类神经细胞。研究显示,大脑皮层的神经前体细胞被感染之后成为了寨卡病毒繁殖的天堂,病毒颗粒在短短三天内就扩散到了整个培养皿的干细胞。而且研究人员没有发现细胞启动抗病毒应答,还不清楚病毒是否会被清除出去。

这项研究告诉我们,寨卡病毒可能对大脑皮层的破坏最大。“这只是第一步,还有很多工作要做,”宋教授指出。寨卡病毒还有许多问题有待解答,比如为何成年感染者症状轻微,病毒又是如何进入胎儿神经系统的。

下一步研究人员打算用干细胞构建迷你大脑,观察寨卡病毒感染对神经组织的长期影响,筛选潜在的治疗药物。他们与Emory大学的遗传学家金鹏(Peng Jin)合作,希望能够快速解决寨卡病毒造成一系列问题。

金鹏教授1989年就读于中国科技大学,1994年在美国辛辛那提儿童医院获得博士学位,1999年至2004年于美国Emory大学人类遗传学系霍华德休斯研究所进行博士后研究,2004年至2013年任人类基因遗传系助理教授并领导独立的实验室,现任美国Emory大学人类遗传学系终身教授。

神经元迁移是大脑发育中必不可少的重要环节,未成熟神经元遵循一定的迁移模式到达正确位点,最终组成高度复杂的神经回路。过去的经典理论认为,兴奋性的主神经元沿着放射状胶质细胞进行放射状迁移,而抑制性的中间神经元主要进行切向迁移。这些迁移模式对于大脑功能意义重大,是形成复杂神经网络的基础。宋红军和明国丽夫妇日前对上述基础法则提出了挑战。他们的研究显示,兴奋性神经元前体在成年哺乳动物的大脑中表现出切向迁移。这一惊人发现发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。(更多信息请参见:宋红军、明国丽PNAS发表颠覆性新成果)

在成体大脑中,海马体的内源性神经干细胞(NSC)被认为有两种分化能力:生成神经元和星形胶质细胞。星形胶质细胞位于大脑和脊髓中,这种星形的非神经元小细胞是大脑中乳酸的主要来源。星形胶质细胞生产和释放的乳酸,为神经元提供了能量。宋红军和明国丽的研究团队在小鼠研究中发现,失活神经纤维瘤蛋白Nf1会释放NSC的新分化潜能,Nf1是Ⅰ型神经纤维瘤病中的突变基因。这项研究发表在Nature Neuroscience杂志上。(更多信息请参见:宋红军、明国丽新成果:释放干细胞的潜能)

RNA结合蛋白(RBP)是决定细胞分化、活动力和其他过程的调节子。LIN28是一种高度保守的RBP,在线虫和高等物种中有着复杂的调节机制和表达方式。它对微小RNA表达的调节、骨髂肌及心肌分化、肿瘤形成、多潜能诱导等多种发育的重要事件中起关键作用。宋红军、金鹏教授领导研究人员揭示出了Lin28A一种惊人的新作用,证实Lin28A结合活化启动子,并招募Tet1调控了基因表达。这一研究发现发布在《分子细胞》(Molecular cell)杂志上。


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