一项新研究揭示了寨卡病毒感染成功的生物秘密：寨卡病毒利用宿主细胞自身的“自我保护”系统清除无用分子，以抑制病毒在进入这些细胞时所使用的宿主蛋白。
尽管这些细胞表面蛋白对于病毒进入细胞是有价值的，但它们在产生抗病毒反应中也发挥着作用。在那之前，病毒操控细胞用来保持健康的过程，以降低这些蛋白的活性，为无阻碍的病毒感染清开道路。
尽管其他病毒，比如HIV，已知会沉默让它们进入细胞的宿主受体，但寨卡病毒的情况较为特殊，因为它至少有三种自己的蛋白可以完成这一任务，研究的资深作者、俄亥俄州立大学兽医学系的病毒学教授刘善录表示。
“这部分最有趣的是：太神奇了，不仅一种，而是几种寨卡蛋白都能做到这一点，”刘教授同时也是微生物感染与免疫系的教授。“我们观察了两种寨卡病毒株，并检查了三种与生理相关的细胞类型。对于这两种病毒株，我们在所有三种细胞类型中都可以观察到下调。看起来这是一种重要的机制。”
该研究发表于《美国国家科学院院刊》上。
根据世界卫生组织，自2007年以来，寨卡病毒主要通过埃及斑蚊传播给人类，在非洲、美洲、亚洲和太平洋地区引发了感染暴发。尽管自2017年以来全球病例有所下降，但在美洲和其他地方的地方性地区，病毒传播仍然保持在低水平。
2015年巴西的大规模疫情导致确认寨卡病毒感染与怀孕期间的婴儿出生缺陷（如小头畸形）之间的关系。虽然大多数感染者没有或仅有轻微症状，但该病毒还与格林-巴利综合症、神经病和脊髓炎（脊髓炎症）有关，这在成年人和较大儿童中也可见。
以往的研究表明，特定的细胞表面蛋白（称为PS受体）是许多病毒（包括寨卡病毒）重要的入侵点。这项研究集中在这两种已与寨卡感染相关的蛋白（即AXL和TIM-1）上。在这项工作中，刘及其同事旨在解释寨卡如何在通过AXL和TIM-1进入后维持感染。
该团队使用与寨卡病毒相关的呼吸、繁殖和神经系统中的三种细胞类型进行细胞培养实验，细胞包括人类肺部黏膜细胞、支持胚胎的滋养层细胞和神经胶质母细胞瘤脑癌细胞，实验使用了非洲和亚洲的寨卡病毒株。
实验表明，寨卡病毒感染后，三种细胞类型上的AXL和TIM-1均被下调。研究人员原本预计这种抑制通过两种常见的蛋白降解过程发生，但发现寨卡病毒实际上是利用了一种细胞自我保护机制：自噬。
“自噬是一种基本的生理机制，通过降解宿主成分来保护细胞过程。它也被称为自我吞噬——宿主需要移除自身损伤的细胞器或错误折叠的蛋白，因为它们对宿主没有好处，”刘说，他还是俄亥俄州立大学逆转录病毒研究中心的副主任以及俄亥俄州立大学传染病研究所的病毒与新兴病原体项目的共同主任。
在这种情况下，病毒的感染过程操控宿主细胞抑制自身的保护蛋白——这种病毒适应性策略使得寨卡能够掌控自身的命运。
如果没有这种抑制，AXL和TIM-1将开始产生炎性分子，作为抗病毒反应的一部分。它们正常的促进病毒入侵的水平也可能使更多的寨卡病毒颗粒进入已经感染的细胞，形成一种被称为超感染的竞争场景——这是病毒想要避免的，因为这种拥挤会威胁到细胞的生存，这反过来又会杀死感染病原体。
进一步的实验识别了三种寨卡蛋白，促使宿主细胞进行自噬，所有这些蛋白都位于病毒的膜上。
“通常这些蛋白介导病毒的入侵或参与病毒的复制，但它们也负责这种下调——这是一种新的功能，这并不奇怪，因为病毒编码一些对它们重要的东西，无论是对自身复制还是调节宿主，”刘说。
尽管尚需进一步研究来确认，但有可能这种机制与埃博拉病毒相关，埃博拉病毒使用TIM-1蛋白进入宿主细胞，或与寨卡病毒同属黄病毒家族的其他病原体相关，包括西尼罗河病毒、黄热病毒和登革热病毒。
“关键在于，这表明了病毒与宿主之间的共同进化。宿主因子对病毒越重要，病毒就会越多地采取措施来控制它，”刘说。“理解这些机制是为应对引发传染病的新兴或再出现的病毒做好准备的重要部分。”
这项工作主要由刘实验室的前研究生余景友进行，现在他是中国广州国家实验室的首席研究员。刘实验室的高级科学家郑义敏和博士后李佩也为此做出了贡献。这项工作主要得到俄亥俄州立大学的支持和美国国家卫生研究院的资助。
其他合著者包括密苏里大学的梅根·谢里丹、江天彦和R·迈克尔·罗伯茨。
