Science解读!揭秘轮状病毒诱发严重胃肠道疾病的分子机制!

2020年11月30日 讯 /BIOON/ --近日，一篇登载在国际杂志Science上题为“Rotavirus induces intercellular calcium waves through ADP signaling”的研讨申报中，来自贝勒医学院等机构的迷信家们经过研讨提醒了轮状病毒诱发严重胃肠疾病的分子机制；轮状病毒是惹起腹泻和吐逆的次要缘由，尤其是在儿童群体中，每年其年夜约会诱发12.8万人逝世亡；这种病毒会经过沾染小肠中的肠细胞来激发疾病，但仅有一小部门易感细胞会携带病毒，20世纪90年月中期，迷信家们提出，这一小部门被沾染的细胞能经过发送旌旗灯号搅扰临近未沾染细胞的功效从而来增进严重疾病的产生，但关于这种旌旗灯号的特征不断是一个谜题。

这篇研讨申报中，研讨人员发明，轮状病毒沾染的细胞能释放名为二磷酸腺苷（ADP，adenosine diphosphate）的旌旗灯号分子，该旌旗灯号分子能与临近细胞上的细胞受体P2Y1相联合，ADP对P2Y1的激活就会招致未沾染的细胞中发生名为细胞间钙质波的旌旗灯号分子，经过搅扰ADP与其受体的联合就可以下降小鼠疾病模子的腹泻严重性，这就标明，靶向感化P2Y1或能作为一种无效的战略来掌握人群中的病毒性腹泻。

图片起源：CDC

研讨者Joseph Hyser表现，此前研讨中我们应用荧光钙传感器和及时成像技巧停止研讨后发明，轮状病毒沾染的细胞可以展示出异常的钙旌旗灯号，我们可以将其转化为从沾染细胞中辐射出的细胞间钙旌旗灯号的脉冲图谱，钙旌旗灯号已知与轮状病毒沾染的多个方面有关，而本文研讨提醒了轮状病毒所引诱的改动的静态特征。以后研讨中，研讨人员应用低剂量的病毒来停止试验，同时他们留意到，并不只仅是病毒沾染的细胞可以表示出静态的钙旌旗灯号传导，并且临近未受沾染的细胞也会发生钙旌旗灯号脉冲，并且表示地与沾染细胞一样；这一不雅察性的成果就标明，沾染细胞会诱发未沾染细胞呈现细胞间的钙旌旗灯号波。

随后研讨人员将他们所不雅察到的成果与上世纪90年月中期迷信家们提出的一个概念接洽起来，即轮状病毒沾染的细胞能向临近未沾染的细胞发送旌旗灯号沾染其功效，并增进患者机体腹泻和吐逆症状。研讨人员应用现场荧鲜明微镜停止研讨提醒了轮状病毒沾染和未沾染的细胞都邑呈现细胞间的钙质旌旗灯号，这或许就为研讨人员查询拜访旌旗灯号的特征供给了史无前例的手腕。文章中，研讨者Chang-Graham及其同事经过对三种分歧的试验模子停止研讨辨认出了诱发未沾染细胞呈现细胞间钙质波的特别旌旗灯号，随后他们应用一种常用于研讨轮状病毒的猴肾细胞系停止研讨，同事研讨者还应用了人类肠道类器官停止研讨，该零碎可以再现人类沾染的很多特征以及重生小鼠模子产生轮状病毒沾染和腹泻的情况；研讨成果标明，诸如前列腺素E2和一氧化氮等意思钙质波旌旗灯号诱发身分似乎并没有惹起钙质反响，随后研讨者检测了ATP和ADP，这两种钙质旌旗灯号的介导子此前并未发明与轮状病毒沾染有关，研讨者发明，轮状病毒沾染的细胞会经过释放ADP来联合未沾染细胞上的P2Y1受体，从而诱发细胞间的钙质波。而敲除P2Y1基因就能克制ADP旌旗灯号传输，如许就能削减细胞间的钙质波。

研讨者Chang-Graham说道，在三个模子零碎中，我们分歧性发明，轮状病毒沾染的细胞能向携带ADP的未沾染的细胞发送旌旗灯号，这或许有助于疾病严重性的产生，而研讨者以为这是形式的改变，实践上ADP作为实践的旌旗灯号此前并未被存眷过。深化研讨后，研讨人员提醒了ADP在轮状病毒沾染和复制进程中的新型脚色，ADP或许能作为介入轮状病毒所诱发的严重腹泻和吐逆的多种身分的主要诱发子，比方研讨人员发明证据标明，ADP旌旗灯号能添加轮状病毒的沾染，炎性细胞因子IL1-α的表达以及血清素的排泄，ADP旌旗灯号还能添加发生前列腺素和一氧化氮的酶类的表达，从而潜在诱发轮状病毒沾染中所不雅察到的特别化合物程度的添加，预防ADP旌旗灯号和细胞间的钙质波或许就能削减上述说起的化合物的发生。

研讨者Chang-Graham说道，现在我们肯定了，克制P2Y1受体就能下降小鼠模子中轮状病毒引诱的腹泻的严重水平，应用细胞间的钙质波，轮状病毒就能办法其致病才能并超出其直接沾染的细胞，这是研讨人员辨认出的首个病毒能激活ADP所介导的细胞间钙质波，其或无望成为其它病毒所应用的战略来诱发其宿主的疾病产生。

最初研讨者表现，本文研讨为说明轮状病毒所致腹泻的机理供给了一种潜在的旌旗灯号传导门路，在医治方面，本文研讨成果也让迷信家们十分高兴，由于今朝靶向感化P2Y1的药物正在作为抗凝药物停止临床前的测试进程，假如证实这类药物对儿童是平安的，那么其或许有能够被从新应用来医治轮状病毒沾染所诱发的腹泻。（100医药网100yiyao.com）

参考材料：

【1】Alexandra L. Chang-Graham，Jacob L. Perry， Melinda A. Engevik， et al. ， Science (2020). DOI： 10.1126/science.abc3621