HIV在某些方面就像是一名極簡(jiǎn)派畫家,,所用的是一些基本的組分來獲取戲劇性的效果。這種病毒僅有9種基因并編碼15種蛋白質(zhì)來破壞人體的免疫系統(tǒng),。但是這種梗概性的方法會(huì)有一種致命的缺陷,。由于缺乏強(qiáng)健的機(jī)構(gòu)系統(tǒng),HIV只能通過劫持人類的蛋白質(zhì)來增殖,,而這些蛋白質(zhì)可能會(huì)成為強(qiáng)有力的治療標(biāo)靶,。
哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員使用一種稱作RNA干擾的方法來篩檢數(shù)千種基因,他們現(xiàn)在確認(rèn)了273種HIV增殖所要求的人類蛋白質(zhì),。這些蛋白質(zhì)中的絕大多數(shù)是在過去的研究中尚未與該病毒發(fā)生關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì),。研究論文1月10日在線發(fā)表于《科學(xué)》(Science)上。
目前用來治療該病毒感染的藥物是直接與病毒本身進(jìn)行直接的相互作用,,而快速變異的病毒會(huì)采取非常簡(jiǎn)單的變異方式,,來改變病毒與這些化學(xué)物的相互作用以避免遭到毀滅的命運(yùn)。病人之所以用HIV抑制劑的雞尾酒療法是因?yàn)椴《驹谕瑫r(shí)接觸多種藥物的時(shí)候較不容易產(chǎn)生抗藥性,。但是,,某些HIV病毒株仍然還是設(shè)法規(guī)避了某些特別的藥物。這些病毒株會(huì)最終產(chǎn)生對(duì)數(shù)種藥物的抗藥性,,特別是在那些沒有按照規(guī)定用藥的病人中尤其容易出現(xiàn)這種情況,。
哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院(HMS)教授及資深作者Stephen Elledge主要供職于該校遺傳學(xué)系及Brigham and Women’s Hospital,他說:“抗病毒藥物目前在維持患者生命方面取得了好成績(jī),,但是這些療法都存在相同的問題,,即病毒會(huì)對(duì)其產(chǎn)生抗藥性。因此我們決定采取一種不同的方法,,這種方法以受到該病毒利用的人體蛋白質(zhì)為研究中心,。這些病毒將無法通過變異來戰(zhàn)勝與這些人體蛋白進(jìn)行相互作用的藥物。”
世界各地的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)對(duì)我們了解HIV的生活周期做出了令人難忘的貢獻(xiàn),。在過去的20年中,,他們已經(jīng)確認(rèn)了許多HIV增殖所需的人類蛋白或宿主因子?;诖隧?xiàng)工作的這一新的研究實(shí)質(zhì)上將宿主因子名單上所列宿主因子數(shù)量增加了4倍,,其中包括令人驚訝的一批涉及從蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到一類稱作自我吞噬的程序性細(xì)胞死亡等不同細(xì)胞功能的蛋白質(zhì)。
Elledge也是一名HMS-Partners Health Care Center for Genetics and Genomics的成員及Howard Hughes Medical Institute的研究員,。他解釋說:“這一擴(kuò)展的名單是一個(gè)產(chǎn)生假說的機(jī)器,。科學(xué)家們可以對(duì)這份名單進(jìn)行思考,,預(yù)測(cè)HIV為什么需要某種特別的蛋白,,然后對(duì)他們的假說進(jìn)行測(cè)試。”他希望這種研究將導(dǎo)致新的療法的出現(xiàn),。
為了建立這一名單,,博士后研究員及本文的第一作者Abraham Brass與HMS教授Judy Lieberman實(shí)驗(yàn)室的Derek Dyxkhoorn 和Nan Yan合作。他們開始時(shí)所用的是針對(duì)特定人類基因的一個(gè)小片斷干擾核糖核酸(siRNAs)庫(kù),。每種siRNA會(huì)中斷某種基因產(chǎn)生某種特定蛋白質(zhì)的能力,。
在Institute of Chemistry and Cell Biology at Longwood (ICCB-L)人員的幫助下,,Brass將siRNAs用于數(shù)千種人類細(xì)胞,即在每一細(xì)胞池中放置針對(duì)一種基因的siRNA,。這樣,,每一細(xì)胞池將含有缺乏某一特定蛋白的細(xì)胞。接著,,他將HIV釋放到這些細(xì)胞中,。如果HIV的復(fù)制在某一細(xì)胞池中受到抑制,則表明該種缺如的蛋白質(zhì)與HIV的復(fù)制有關(guān),。
在他所確認(rèn)的273種蛋白質(zhì)中,,僅有36種是在從前的實(shí)驗(yàn)中被認(rèn)為與HIV生活周期有關(guān)的。他將新發(fā)現(xiàn)237種蛋白中挑選了3種,,對(duì)其進(jìn)行了許多仔細(xì)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn),,證實(shí)了它們確實(shí)在HIV的增殖中扮演某種角色。
免疫細(xì)胞——恰好是HIV所攻擊的目標(biāo)——內(nèi)含這273種宿主因子中的許多種因子,,且其濃度很高,,這向人們提供了有關(guān)這一名單正確性的進(jìn)一步的證據(jù)。
Elledge說:“我們正在逼近一個(gè)了解HIV的系統(tǒng)水平,,這將為我們提供新型療法的各種選擇,。我們可能可以通過調(diào)整該系統(tǒng)的不同部分來阻斷病毒的增生,同時(shí)又不使我們自己的細(xì)胞出現(xiàn)病況,。”
Brass補(bǔ)充說:“這是第一次對(duì)整個(gè)基因組進(jìn)行HIV所需人類蛋白的篩檢,。我們自信這一工作獲得的結(jié)果是真實(shí)的,。鑒于所用方法的限制,,我們遺漏了某些蛋白質(zhì),,但是,,我們發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)中的大多數(shù)在HIV的增殖過程中非常可能起著某種作用,。”(來源:EurekAlert!中文版)