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破解40年谜题!巨细胞病毒操控血管的“特洛伊木马”被捕获-GATE复合体揭示内皮细胞感染核心机制

已有 693 次阅读 2025-7-2 21:45 |系统分类:论文交流

导语:无声的母婴杀手,竟在血管里埋下“特洛伊木马”全球80%成人携带的“休眠恶魔”-人类巨细胞病毒(HCMV),它悄无声息穿透胎盘屏障,每年导致数万新生儿失聪、脑瘫;它在移植患者血管中复活,撕毁用百万换来的新生希望,近日终于被科学家抓住致命把柄!最新一期《Nature Microbiology》重磅研究揭示:病毒利用GATE复合体,将血管内皮细胞变为 “入侵特快专列”冷冻电镜3.5Å高清成像,首次曝光这场持续40年的分子间谍战!

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1️⃣ 致命威胁:被低估的“血管破坏者”

人类巨细胞病毒(HCMV)在全球感染率高达80%,其最危险的行为是劫持血管系统

  • 孕妇感染:病毒穿透胎盘内皮屏障,导致胎儿脑损伤与先天缺陷;

  • 器官移植患者:感染内皮细胞引发血管炎与移植物排斥;

研究盲区:过去认为病毒仅靠三聚体(gH/gL/gO)和五聚体(含UL128)入侵,但内皮细胞高效感染机制始终成谜

2️⃣ 颠覆性发现:内皮细胞的“专属入侵通道”

内皮细胞的核心作用】HCMV以血管内皮为“高速路”全身扩散:

病毒工厂:感染后在内皮细胞质组装区(cVAC)大量复制;

免疫逃逸:借内皮细胞表面蛋白伪装,躲避抗体追杀;

持续感染:在血管内皮形成潜伏库,终身携带病毒。

研究通过冷冻电镜(3.5Å) 解析出靶向内皮细胞的关键武器——GATE复合体

身份揭秘:由gH+UL116+UL141组成,形似扭曲的H型堡垒(130Å×75Å)。

内皮细胞特异性✅ 仅在内皮来源的病毒颗粒中高表达(感染效率提升19倍);✅ 敲除UL141后,病毒对血管内皮细胞的感染率暴跌(*P=0.0027);✅ 独立于已知五聚体通路,揭示全新感染机制。

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图 1 | 人巨细胞病毒(HCMV)gH–UL116–UL141 GATE 复合物的冷冻电镜结构

3️⃣ GATE复合体:内皮入侵的“分子开关”

为何内皮细胞难逃魔爪?冷冻电镜揭开真相

1. UL116的糖基化盾牌

80%分子量为糖链,形成内皮细胞表面凝集素的“诱饵”;

与gH结合面积达2492Ų,远超传统复合体。

2. UL141的双面角色

在细胞内抑制免疫受体TRAIL-R2;

在病毒表面激活内皮细胞穿透程序。

3. 结构变形术

gH蛋白从直杆扭曲为月牙形,精准对接内皮受体。

关键实验证据

比较成纤维细胞 vs 内皮细胞产生的病毒:

内皮来源病毒:含丰富GATE复合体,感染效率↑19倍;

实验室株(成纤维来源):GATE缺失,几乎无法感染内皮细胞。

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图 2 | GATE 增强了病毒对内皮细胞的感染性

4️⃣ 临床突破:终结疫苗失败魔咒

现有疫苗失败的关键原因浮出水面:

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内皮细胞的核心漏洞

1. 孕妇胎盘血管内皮是病毒母婴传播的“桥梁”;

2. 移植患者供体血管内皮成病毒复活基地;

3. GATE复合体介导的感染逃避现有中和抗体。

结语:未来方案-靶向血管的精准打击

“GATE是病毒为内皮细胞定制的特洛伊木马,”通讯作者Benedict强调,“拦截它才能守住血管防线!”三大转化方向:

1. 受体锁定:解析GATE与内皮受体(疑似CD155/神经纤毛蛋白)结合界面

2. 糖盾突破:开发靶向UL116糖基化帽的广谱抗体

3. 疫苗升级:构建含GATE-3抗原的三联疫苗(+传统三/五聚体)

主编警示:“忽视内皮细胞感染机制,是过去疫苗失败的根源!” ——《Nature Microbiology》

参考文献:

Norris MJ et al. The GATE glycoprotein complex enhances human cytomegalovirus entry in   endothelial cells. Nat Microbiol (2025)

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1 王涛

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