PLoS Biol:朊病毒早期對動物健康有益

2021-01-19 生物谷

科學家對大腦中一種叫朊病毒的正常蛋白可以變得有害並導致人類克雅病和牛綿狀腦病（狂牛症）的認識已經20多年了，但至今仍然不能解釋，我們人體中早先為什麼會產生大量的這種蛋白。德國康斯坦茨大學研究人員最近發現，朊病毒蛋白實際起了一個對生物體有益的作用，它能在胚胎發育期間幫助細胞之間進行交流。

發生朊病毒疾病的原因是它的化學結構發生了改變，使正常的朊病毒蛋白轉變為對生命有威脅的物質。此外，朊病毒還具有將異常結構傳給健康朊病毒蛋白的複製能力，因此會產生新的致病體。儘管這種變化過程可以解釋朊病毒是如何播散的，但朊病毒蛋白的異常功能是神經退行性疾病發生的根源。多年來，對朊病毒正常功能的認識一直是個不解之謎。到目前為止，所有對遺傳改良小鼠的研究都沒有提供確切的證據，因為這些小鼠缺乏完全健康的朊病毒蛋白。

康斯坦茨大學最近證明，缺乏朊病毒蛋白可明顯造成動物生理上的異常，而他們用的試驗模型是微小的斑馬魚。當研究人員給斑馬魚胚胎注射少量抑制朊病毒蛋白產生的、類似DNA分子樣的物質嗎啉代後，這些斑馬魚的胚胎就不能正常發育，最終導致了死亡。正常見於斑馬魚胚胎中細胞與細胞結合部位的朊病毒蛋白消失，致使這些細胞不能進行交流和進行正常的、形成身體主要結構的分化程序，包括神經系統。

「我們證明，朊病毒蛋白是一種膠合元素，它將細胞聚合在一起並使它們保持聯絡。」研究人員說。「當兩個相鄰細胞進行聯絡時，它們就能交換影響身體組織功能的重要信號。」

儘管這項研究沒有提供治療克-雅病和牛綿狀腦病的方法，但揭開了部分複雜難題，拓寬了我們對朊病毒疾病的認識，也為有效治療這類疾病帶來了希望。（生物谷Bioon.com）

生物谷推薦原始出處：

PLoS Biol 7(3): e1000055 doi:10.1371/journal.pbio.1000055

Regulation of Embryonic Cell Adhesion by the Prion Protein

Edward Málaga-Trillo*, Gonzalo P. Solis, Yvonne Schrock, Corinna Geiss, Lydia Luncz, Venus Thomanetz, Claudia A. O. Stuermer

Department of Biology, University of Konstanz, Konstanz, Germany

Prion proteins (PrPs) are key players in fatal neurodegenerative disorders, yet their physiological functions remain unclear, as PrP knockout mice develop rather normally. We report a strong PrP loss-of-function phenotype in zebrafish embryos, characterized by the loss of embryonic cell adhesion and arrested gastrulation. Zebrafish and mouse PrP mRNAs can partially rescue this knockdown phenotype, indicating conserved PrP functions. Using zebrafish, mouse, and Drosophila cells, we show that PrP: (1) mediates Ca+2-independent homophilic cell adhesion and signaling; and (2) modulates Ca+2-dependent cell adhesion by regulating the delivery of E-cadherin to the plasma membrane. In vivo time-lapse analyses reveal that the arrested gastrulation in PrP knockdown embryos is due to deficient morphogenetic cell movements, which rely on E-cadherin–based adhesion. Cell-transplantation experiments indicate that the regulation of embryonic cell adhesion by PrP is cell-autonomous. Moreover, we find that the local accumulation of PrP at cell contact sites is concomitant with the activation of Src-related kinases, the recruitment of reggie/flotillin microdomains, and the reorganization of the actin cytoskeleton, consistent with a role of PrP in the modulation of cell adhesion via signaling. Altogether, our data uncover evolutionarily conserved roles of PrP in cell communication, which ultimately impinge on the stability of adherens cell junctions during embryonic development.

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    1986年在英國發生的「狂牛症」(牛海綿腦病),嚴重打擊了當時的養牛業，並直接危及到了人類健康,至今餘波未平。其病原即是朊病毒。多年來大量的研究表明，朊病毒是一種不含有任何DNA或RNA、傳染性極強的蛋白質顆粒。作為一種只含有蛋白質的病毒，朊病毒是通過何種方式在動物中傳播的呢？它的遺傳物質又是什麼?
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  • 吃草也可感染朊病毒
    原標題：吃草也可感染朊病毒 　　近日，位於美國休斯敦的德克薩斯大學健康科學中心的研究人員發現，草類植物可以結合、吸收和輸送具有傳染性的朊病毒。本研究在線發表在最新一期的《細胞報告》（Cell Reports）上。 　　朊病毒是一種基於朊蛋白的傳染性病原體。
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    近日，位於美國休斯敦的德克薩斯大學健康科學中心的研究人員發現，草類植物可以結合、吸收和輸送具有傳染性的朊病毒。
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    攜帶了朊病毒的肉毒桿菌 圖片來源：James Cavallini/SPL 朊病毒作為一種病原體，因為能夠引發包括狂牛症在內的退行性腦病而廣為人知通過將一種蛋白質的正常形式轉化為朊病毒，這種蛋白質的朊病毒版本能夠以傳染的方式長期存在下去。 科學家最早在上世紀80年代發現了朊病毒，它被視作潛藏在一種被稱為傳染性海綿狀腦病的致命腦部背後的病原體。從那時開始，研究人員相繼在哺乳動物、昆蟲、蠕蟲、植物和真菌中發現了錯誤摺疊的蛋白質，並且知道並非所有的朊病毒都會對宿主造成傷害。
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    聯合國教科文組織把它與「愛滋病毒」列為本世紀最影響人類身體健康的病毒！與「愛滋病毒」並排一起，你就知道它有多兇殘，有多難搞！這些顆粒非常細小，小到以人類目前的科技水平，用最小的電子顯微鏡，也沒弄清楚「朊病毒」的內部結構！但就是這些蛋白顆粒，卻具有自我修復，複製，繁殖等複雜生命形態具有的功能！如果你覺得這也沒什麼，舉個例子就能明白：朊病毒好似沒有CPU和主板的空機殼！但你連上線，卻具有正常電腦所有功能！這厲害不？朊病毒另一厲害的功能，沒辦法用常規手段消滅它，它是蛋白質，放大就是一塊肉！
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    《自然·通訊》雜誌在線發表了題為《一個具有朊病毒特性的病毒表達因子》的論文，該課題組在病毒中發現朊病毒，這一發現或為阿爾茲海默症的防治帶來曙光。朊病毒是一類具有感染性的特殊蛋白，這種蛋白能將某種構象在同種蛋白甚至不同種蛋白間傳遞，最終導致所有蛋白都發生變構。20世紀80年代，科學家們在研究傳染性海綿狀腦病時發現了朊病毒的存在。美國生化學家斯坦利·普魯西納因發現朊病毒獲得了1997年的諾貝爾生理學或醫學獎。
  • PLoS Pathog:朊病毒或會通過神經入侵的方式擴散到大腦中
    ，朊病毒能通過汙染的食物、外科器械和血液進行傳播，朊病毒的傳播會在人類中引發庫魯病的流行，在牛中引發牛海綿狀腦病的發生，進而在人類中引發克雅氏病。此外，注射被朊病毒汙染的激素也會引發傳播性海綿狀腦病，為了開發出能藥物來有效抑制汙染食物或醫療器械暴露後朊病毒向大腦中的擴散，研究人員就需要了解朊病毒如何從原始位點進入大腦中。
  • Cell Rep:草本植物也會運輸感染性的朊病毒
    ，草本植物也可以結合、吸收並且運輸感染性的朊病毒；朊病毒是一種引發傳染性海綿狀腦病的以蛋白質為基礎的傳染原，其引發的傳染性海綿狀腦病包括牛海綿狀腦病、綿羊瘋癢病、人類的克雅氏病及鹿的慢性消耗性疾病(CWD)，所有的致死性腦部疾病都會在機體潛伏數年。
  • PLOS Biol:有益菌不有益,多了也致命
    2015年2月12日 訊 /生物谷BIOON/ --和許多動物一樣，我們的機體中寄居著許多不同的有益細菌，這些細菌惠及宿主機體的同時也會幫助自己進行生存及擴散，但是如果細菌生長地太多就會對機體產生致命的影響，近日，一篇發表在國際雜誌PLoS Biology上的研究報導中，來自葡萄牙的研究人員通過研究發現，單一基因組的改變或許會通過增強細菌在宿主中的密度來將有益細菌轉化為有害細菌。
  • Science子刊:阿爾茨海默病其實是一種雙朊病毒疾病
    利用新的實驗室測試方法，他們能夠檢測和測量75名阿爾茨海默病患者死後大腦組織中β澱粉樣蛋白（Aβ）和tau蛋白的特定自我增殖的朊病毒形式。一項引人注目的發現是這些朊病毒在人類大腦樣本中的較高水平與這種疾病的早期發病形式和死亡年齡越早密切相關。
  • J Virol:朊病毒通過腸道擴散到大腦,怎麼做到的?
    文章中研究者表示，個體在食用被感染性蛋白—朊病毒汙染的食物後，朊病毒就會通過腸道侵入到個體大腦，該研究或將幫助對朊病毒疾病的診斷，朊病毒疾病包括克雅二氏症及狂牛症等。早在20年前這種疾病非常罕見，當時229名患者死於克雅二氏症，朊病毒是一種具有異常形狀的感染性蛋白，其可以通過食用汙染的肉類在人群和動物之間傳播，截止到目前為止研究者尚不清楚朊病毒通過腸道侵襲到大腦中的分子機制。
  • 朊病毒疾病早治療或許有救(圖)
    朊病毒疾病早治療或許有救（圖）  央視國際 www.cctv.com　　2007年02月02日 10:44 來源： >    生命經緯2007年2月2日訊  小鼠相關研究表明如果及早發現，朊病毒疾病或許可以得到治癒。
  • 神秘的朊病毒，能讓人狂笑而死，也能讓動物患上這種著名的傳染病
    就這樣，牛吃了同伴的腦子，結果感染了朊病毒，導致朊病毒迅速傳播。甚至有科學家做過實驗，僅僅1克的朊病毒，就足以讓1000萬頭牛感染！不用說，病源就是朊病毒。因此，18世紀發生的事件，就被認為是羊瘙癢症的記載。在後續的實驗中，科學家將感染的羊的大腦組織抽取出來注入倉鼠大腦，同樣引起了倉鼠同樣的症狀。同樣的，鹿也可以被朊蛋白騷擾。患病的鹿走路時「步履蹣跚」，活像是一個個行屍走肉，因此被戲稱為「殭屍鹿」。在鹿的身上，朊病毒更加肆無忌憚，入侵鹿身上的各個角落，包括鹿茸。
  • 朊病毒——「上帝」對人類的懲罰
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  • 狂犬病是不是朊病毒,有何區別?醫生為您講清楚
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