怀孕期间感染寨卡病毒可能导致神经系统疾病、胎儿畸形和胎儿死亡。到目前为止，寨卡病毒是如何穿越胎盘的尚不清楚，胎盘养育发育中的胎儿，并形成对可能伤害胎儿的微生物和化学物质的强大屏障。贝勒医学院的研究人员与宾夕法尼亚州立大学的合作研究者在《自然通讯》上报告了寨卡病毒在胎盘细胞中隐秘传播的策略，从而对免疫系统引起的警报很少。
“寨卡病毒是通过蚊子传播的，自2015年开始在美洲引发了一场流行，到2018年病例数达到了3000万，”共同资深作者、贝勒医学院内科II系的E.I.瓦格纳教授、基础和转化研究主任Indira Mysorekar博士说。“理解寨卡病毒是如何通过人类胎盘传播并到达胎儿的，对于预防或控制这一毁灭性疾病至关重要。”
研究人员发现，寨卡病毒建立了地下通道，一系列称为隧道纳米管的小管道，促进了病毒颗粒向邻近未感染细胞的转移。
“我们发现这些小通道的形成完全由寨卡病毒的一种名为NS1的蛋白驱动，”第一作者、Mysorekar实验室的博士后研究员Rafael T. Michita博士说。“胎盘细胞接触寨卡病毒的NS1蛋白会触发隧道的形成。当隧道发展并连接邻近细胞时，病毒入侵新细胞的路径就打开了。”
“寨卡是其家族中唯一一种NS1蛋白能够在多种细胞类型中触发通道形成的病毒，包括登革热和西尼罗河病毒等其他病毒，”Michita说。“与寨卡无关的其他病毒，比如HIV、疱疹病毒、甲型流感以及导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒，也可以在它们感染的细胞中引发小隧道，并利用这些隧道传播到未感染的细胞。这是第一次证明寨卡病毒感染在胎盘细胞中显示出隧道形成。”
有趣的是，这些微小的通道不仅提供了运输病毒颗粒的手段，还允许从感染细胞向邻近细胞运输RNA、蛋白质和线粒体，线粒体是细胞的主要能量来源。“我们提出，通过隧道运输线粒体可能为感染病毒的细胞提供能量提升，以促进病毒复制，”共同作者Mysorekar实验室的研究生Long B. Tran说。
“我们还表明，穿越这些微小通道可能有助于寨卡病毒避免大型抗病毒反应的激活，例如胎盘实施的干扰素λ（IFN-λ）防御，”Michita说。“不形成小通道的突变寨卡病毒会诱导强烈的抗病毒IFN-λ反应，这可能限制病毒的传播。”
“总的来说，我们展示了寨卡病毒利用一种隧道策略在胎盘中隐秘传播感染，同时劫持线粒体来增强其传播和生存。我们提出这种策略也保护病毒免受免疫反应的影响，”Mysorekar说。“这些发现提供了重要的见解，可以用于开发针对这种隐秘传播模式的治疗策略。”
贝勒医学院的Steven J. Bark和Deepak Kumar，以及宾夕法尼亚州立大学的Shay A. Toner、Joyce Jose和共同资深作者Anoop Narayanan是研究团队的关键成员。
此项工作部分得到了来自NIH/NIAID（R01AI176505）、NIH/NICHD（R01HD091218）和宾夕法尼亚州立大学启动资金的资助。该项目还得到了贝勒医学院细胞计数与分选核心的支持，资助来自CPRIT核心设施支持奖CPRIT-RP180672和NIH（CA125123和RR024574）。
