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我科学家率先破解埃博拉病毒入侵”另类”机制

2016-01-15 15:01 来源: 人民网  

  人民网北京1月15日电(赵竹青)2014年初,一场狂暴的传染病疫情肆虐西非,令全世界都对“埃博拉”这三个字望而生畏。近日,中国科学家率先发现了埃博拉病毒感染人体的“另类”机制,为抗病毒药物提供了新的设计依据。该研究结果15日在线发表在国际权威学术期刊《Cell》上。

  这篇以《埃博拉病毒糖蛋白结合内吞体受体NPC1的分子机制》为题的论文,从分子水平阐释了埃博拉病毒独特的膜融合激发机制,这种新型机制与之前病毒学家们熟知的四种病毒膜融合激发机制都大为不同,成为近年来国际病毒学领域的一大突破。来自中国科学院微生物研究所高福院士研究团队的王寒,施一,宋健,齐建勋是该篇论文的共同第一作者。

  文章通讯作者中国科学院微生物研究所、中国疾病预防控制中心高福院士,是中国政府派往塞拉利昂的移动实验室检测队首批专家之一。他介绍,病毒的生存和繁殖必须借助于活的细胞,是典型的“寄生生物”。因此,研究病毒如何利用细胞表面的一些分子,突破细胞膜的防线而进入的,是病毒学所要研究的一类重要问题。

  他介绍,埃博拉病毒是一类囊膜病毒,其对宿主的入侵可以分成两个重要步骤,首先是病毒粘附到宿主细胞膜表面,然后是病毒通过细胞内吞进入细胞内部,形成内吞体,在内吞体内,病毒发生膜融合过程,释放自身遗传物质。

  对于上述第一个步骤,高福团队已有相关研究,显示埃博拉病毒是通过“磷脂酰丝氨酸分子”来与细胞表面分子相互作用的。该结果2015年已发表在我国顶级中文期刊《科学通报》上。

  在此基础上,高福团队进一步探索埃博拉病毒进入细胞后在内吞体里发生的入侵机制,形成了此次发表在《Cell》的文章。该研究加深了人们对埃博拉病毒入侵机制的认识,为应对埃博拉病毒病疫情及防控提供重要的理论基础,也为抗病毒药物设计提供了新靶点。

  “前人研究发现内吞体膜上的NPC1分子是埃博拉病毒入侵所必须的,但是NPC1分子如何介导病毒入侵却一直是个未解之谜。”高福介绍,研究团队率先解析了NPC1分子的腔内主要作用位点“结构域C”与病毒表面激活态糖蛋白复合物的三维结构,并根据此三维结构阐释了NPC1分子如何与埃博拉病毒相互作用的机理。

  “我们发现NPC1结构域C主要利用两个突出来的环状结构插入激活态糖蛋白头部的疏水凹槽里,从而发生相互作用。”高福表示,“这一过程很像是‘一把钥匙插入一把锁’。”

  “了解到这个过程,我们就可以设计一把钥匙,不去开门,而是把锁孔给堵上,切断病毒感染宿主的‘必经之路’。这类药物通常叫做‘竞争性抑制剂’。我们的研究指出这个方向,全世界的科学家都可以沿着这个方向来开发治疗埃博拉病毒感染的新药。”高福说。

  “目前被广泛用于治疗白血病的格列卫、抗流感的达菲,就是基础研究人员通过结构设计开发药物最成功的两个案例。”高福介绍,目前对于埃博拉病毒感染,人类还没有找到特异性药物。“我们希望埃博拉这个成果也成为这样的例子。”

  谈及这次成果的取得,高福感慨到,“我们是站在巨人的肩膀上。”他表示,中科院多年来布局的大科学装置——上海光源,在此次研究中发挥了重要作用,使得研究人员可以利用其强大的光束快速测定蛋白质三维晶体结构。他同时还呼吁,我国在建设大科学装置之后,下一步还应当关注仪器研发,“我们不能老借助别人的仪器设备来做科研。”

  另外,此次成果的取得也离不开高福院士团队多年的科研积累。据了解,中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室在高福的带领下,多年来聚焦于病毒与细胞“表面”的研究工作,早在2011年就已开展了对埃博拉病毒的相关研究。

  高福院士主张,对于传染病的研究,要将关口前移,要防患于未然。“传染病无国界,病原微生物既没有护照也没有签证,我们要做的就是将防病延伸到发病地点。比如这次埃博拉病毒在西非爆发,我们不仅要去人,还要建实验室。一方面是援助非洲,同时也是希望不要让疾病来到中国。”

  埃博拉病毒是引起人和灵长类动物发病且致死率很高的生物安全四级烈性病毒。据世界卫生组织统计,自1976年首次被发现至今,埃博拉病毒已经在非洲肆虐了近40年;2014年3月开始,一场以几内亚、利比里亚和塞拉利昂为中心的扎伊尔型埃博拉病毒疫情迅速在整个西非蔓延开来,共导致了28000多人感染,死亡人数接近11000人。


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 编辑:[ 穆好强 ]
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