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细胞抵抗病毒侵犯,谁才是真正的沙场勇士?

已有 8751 次阅读 2011-11-12 16:26 |系统分类:科研笔记| 如何, 病毒

病源微生物想要永久存活就必须不断感染宿主,释放,再感染,如此循环。除了某些胞外菌,其他微生物,都需要突破宿主的层层防线,达到感染的状态。不同个体,不同组织,或器官,感染机制可能不一样,但是归结到细胞水平,都逃不过这一常规模式:入侵,复制,释放。。那么,作为进化之塔上的动物细胞甚至是人的宿主细胞,有哪些杀手锏防御病原感染以及病原侵入后如何清除呢?
 
我们先看看流感病毒的复制过程:
 

(From Tokiko Watanabe et al., cell host and microbe,2011)

流感病毒作为一种负链RNA病毒,只能编码11种蛋白,而它通过宿主细胞的手提进入细胞,然后进行核酸复制和蛋白表达,最后包装成病毒粒子从细胞膜释放,这整个过程,宿主细胞的蛋白质都在充当“人质”默默地支持病毒完成整个生活周期,其他类型的病毒也是类似的胁迫机制。我们是不是感觉很无奈,充当劳工的宿主蛋白质,难道就这样无计可施了吗?

干扰素的发现,揭开了宿主防御病原的神秘面纱。

病毒感染宿主后,会在细胞里产生核酸片段或蛋白质,宿主不会漠视不管的,通过一系列的信号通路(比如RIG-I和TLR受体下游通路等),宿主细胞拿出了杀手锏--释放干扰素这一细胞因子,来挑起抵御病毒感染的大旗,具体情况是这样的:

然而后来的研究发现,干扰素并不会“功夫”,它没有能力与病毒进行较量,而是通过进一步的信号通路,如JAK-STAT通路,激活转录因子,进而表达大量的干扰素诱导基因(简称ISG),这些ISG才是征战沙场的士兵。干扰素的角色更像是军师。

目前,已经发现很多ISG具有较好的抗病毒作用,有些蛋白的机制还在研究,更多的ISG还在当着无名英雄,这都因为我们的研究还不太深入。发现较早并研究较多的ISG,已经功成名就,列出如下:

 

更研究的研究发现,某些ISG不但是与病毒搏斗的战士,紧急情况下还可以充当信使,给细胞总指挥报信,唤醒更多的战士参战,宿主神秘而有趣的抗病原机制(如抗流感的Mx蛋白),吸引着科学家们不断深入研究,以让更多的ISG无名英雄面世,这也为我们人类防治和治疗微生物感染提供更多的手段。

参考文献:

1、Stephan Ludwig et al.,Influenza-virus-induced signaling cascades: targets for antiviral therapy?

2、Tokiko Watanabe et al.,Cellular Networks Involved in the Influenza Virus Life Cycle

3、John W Schoggins and Charles M Rice,Interferon-stimulated genes and their antiviral effector functions



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1 刘洋

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