HIV在某些方面就像是一名極簡派畫家,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有一種致命的缺陷。由于缺乏強健的機構(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)可能會成為強有力的治療標(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行直接的相互作用,,而快速變異的病毒會采取非常簡單的變異方式,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,。病人之所以用HIV抑制劑的雞尾酒療法是因為病毒在同時接觸多種藥物的時候較不容易產(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,。這些病毒株會最終產(chǎn)生對數(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,,但是這些療法都存在相同的問題,即病毒會對其產(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行相互作用的藥物,。”
世界各地的實驗室已經(jīng)對我們了解HIV的生活周期做出了令人難忘的貢獻,。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,?;诖隧椆ぷ鞯倪@一新的研究實質(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)運到一類稱作自我吞噬的程序性細胞死亡等不同細胞功能的蛋白質(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:“這一擴展的名單是一個產(chǎn)生假說的機器??茖W(xué)家們可以對這份名單進行思考,,預(yù)測HIV為什么需要某種特別的蛋白,然后對他們的假說進行測試,。”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實驗室的Derek Dyxkhoorn 和Nan Yan合作,。他們開始時所用的是針對特定人類基因的一個小片斷干擾核糖核酸(siRNAs)庫,。每種siRNA會中斷某種基因產(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)千種人類細胞,,即在每一細胞池中放置針對一種基因的siRNA。這樣,,每一細胞池將含有缺乏某一特定蛋白的細胞,。接著,他將HIV釋放到這些細胞中,。如果HIV的復(fù)制在某一細胞池中受到抑制,,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種是在從前的實驗中被認(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,對其進行了許多仔細的遺傳學(xué)實驗,,證實了它們確實在HIV的增殖中扮演某種角色,。
免疫細胞——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一步的證據(jù),。
Elledge說:“我們正在逼近一個了解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,,同時又不使我們自己的細胞出現(xiàn)病況。”
Brass補充說:“這是第一次對整個基因組進行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??赡芷鹬撤N作用。”(來源:EurekAlert!中文版)