科学家创造利用寨卡病毒消灭脑癌细胞的新方法

科学家创造利用寨卡病毒消灭脑癌细胞的新方法 科学家们发现，寨卡病毒疫苗株可以消灭脑肿瘤细胞，而健康的细胞则不受影响。新加坡国立大学杜克大学医学院（Duke-NUS）的科学家们开发出一种新方法，利用寨卡病毒摧毁脑癌细胞并抑制肿瘤生长，同时保护健康细胞。研究小组利用杜克-新加坡国立大学开发的寨卡病毒候选疫苗，发现了这些毒株如何靶向快速增殖的细胞而不是成熟细胞，从而使它们成为靶向成人大脑中快速生长的癌细胞的理想选择。他们的研究结果发表在《转化医学杂志》（Journal of Translational Medicine）上，有可能为目前预后较差的脑癌患者提供一种新的治疗方法。多形性胶质母细胞瘤是最常见的恶性脑癌，全球每年确诊患者超过 30 万。这类患者的生存率很低（约 15 个月），主要原因是肿瘤复发率高和治疗方案有限。对于这类患者，溶瘤病毒疗法即使用工程病毒感染并杀死癌细胞可能会解决目前的治疗难题。寨卡病毒在溶瘤病毒疗法中的应用前景寨卡病毒就是一种处于早期开发阶段的疫苗。杜克大学-新加坡国立大学团队使用了寨卡病毒减毒活疫苗（ZIKV-LAV）毒株，这种"弱化"病毒感染健康细胞的能力有限，但仍能在肿瘤内迅速生长和扩散。"我们之所以选择寨卡病毒，是因为它能自然感染大脑中快速增殖的细胞，使我们能够接触到传统上难以瞄准的癌细胞。我们的ZIKV-LAV毒株还能在脑癌细胞中自我复制，因此这是一种活体疗法，可以传播并攻击邻近的病变细胞，"论文第一作者、杜克大学癌症与干细胞生物学研究项目高级研究员卡拉-比安卡-卢埃纳-维克多里奥博士说。感染 ZIKV-LAV 的培养人类神经元。粉红色为感染，蓝色为细胞核。资料来源：杜克大学-新加坡国立大学医学院维克多里奥博士和研究小组确定，ZIKV-LAV 株在感染癌细胞时非常有效，因为这些病毒与蛋白质结合，而这些蛋白质只在癌细胞中大量存在，在健康细胞中则没有。感染癌细胞后，这些病毒株会劫持细胞资源进行繁殖，最终杀死细胞。癌细胞死亡后，其保护膜会破裂，释放出细胞内的物质，包括病毒后代，这些病毒后代会感染并杀死邻近的癌细胞。此外，受感染细胞释放出的一些细胞蛋白可激活免疫反应，进一步抑制肿瘤生长。通过实验，研究小组观察到，ZIKV-LAV 株感染会导致 65% 至 90% 的多形性胶质母细胞瘤肿瘤细胞死亡。虽然ZIKV-LAV株也感染了9%到20%的脑血管细胞，但感染并没有杀死这些健康细胞。相比之下，原始的母株寨卡病毒杀死了高达50%的健康脑细胞。科学家们还发现，ZIKV-LAV 菌株即使感染了健康细胞，也不能很好地繁殖。在感染了 ZIKV-LAV 的健康脑细胞中测得的病毒数量仅为感染前的 0.36 到 9 倍。相比之下，感染了 ZIKV-LAV 的脑癌细胞中的病毒数量是感染前的 1 000 到 10 亿倍。这进一步说明，与正常细胞相比，癌细胞中的条件更有利于病毒的繁殖。未来方向和应用"自2016年爆发寨卡病毒以来，人们对该病毒的性质及其破坏性影响产生了恐惧，这是可以理解的。通过我们的工作，我们希望以一种新的视角来展示寨卡病毒，突出它杀死癌细胞的潜力。"杜克-新加坡国立大学癌症与干细胞生物学研究项目助理教授安-玛丽-查科（Ann-Marie Chacko）说："当一种活病毒被减毒，使其能安全有效地对抗传染病时，它就能造福人类健康不仅是作为一种疫苗，而且还是一种有效的肿瘤消杀剂。"她也是这篇论文的资深作者。右起：Ann-Marie Chacko 助理教授、Alfred Sun 助理教授、Carla Bianca Luena Victorio 博士和 Ooi Eng Eong 教授与他们的寨卡疫苗菌株培养物。图片来源：杜克大学-新加坡国立大学医学院减毒活疫苗病毒株最初由杜克大学新发传染病研究项目的 Ooi Eng Eong 教授小组开发。作为对照，杜克-新加坡国立大学神经科学与行为障碍研究项目助理教授阿尔弗雷德-孙（Alfred Sun）团队还在人类干细胞培养的脑神经元或神经细胞上对病毒株进行了测试。这为评估在人体细胞中使用病毒作为疗法的安全性和有效性提供了可靠的筛选工具。查科副教授的研究小组正在改进这些病毒株和其他寨卡病毒株，以提高它们不仅能杀死脑癌细胞，还能杀死其他类型癌细胞的效力，同时使它们在病人身上使用时更加安全。他们还在对病毒进行改良，以便在将病毒注射到病人体内后对其进行无创成像。这样，医生就能监测病毒在患者体内的去向以及在肿瘤内发挥作用的时间。为此，该小组正在探索将他们的病毒株商业化，既作为寨卡疫苗，也作为脑癌的治疗方法，还有可能作为卵巢癌等其他癌症的治疗方法。杜克-新加坡国立大学负责研究的高级副院长 Patrick Tan 教授说："这是一个很好的例子，说明了杜克大学新加坡国立大学的不同研究项目是如何汇聚在一起，利用各自的专业知识来推动医学知识的发展和改善病人的生活的。该团队的宝贵见解有朝一日可能会转化为控制肿瘤生长的新治疗方案，甚至治愈癌症。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

格陵兰冰盖惊现巨型病毒：以雪藻为食 体型比一般细菌还大

格陵兰冰盖惊现巨型病毒：以雪藻为食 体型比一般细菌还大 在传统认知中，病毒相较于细菌要小得多，其大小范围通常在20到200纳米之间，而细菌则能达到2到3微米。换言之，普通病毒的大小仅约为细菌的千分之一。然而，这种新发现的巨型病毒却打破了常规，其大小可以达到惊人的2.5微米，甚至超越了大部分细菌的尺寸。不仅如此，巨型病毒在基因组成上也展现了其独特之处。普通噬菌体（感染细菌的病毒）的基因组仅包含10万到20万个碱基，而巨型病毒的基因组却拥有高达250万个碱基，这一数量级的差异显示了其在生物进化上的独特性。追溯巨型病毒的发现历程，我们可以了解到，它们最初于1981年在海洋中被发现，专门感染海洋中的绿藻。随着研究的深入，科学家们陆续在陆地土壤甚至人类体内也发现了巨型病毒的存在，这进一步证明了其广泛分布和生态重要性。在格陵兰冰盖上的这一新发现，为我们理解全球气候变化提供了新的视角。每年春天，冰面上的休眠藻类开始大量繁殖，使大片冰面逐渐变黑。这种颜色变化降低了冰面对太阳光的反射能力，从而加速了冰的融化过程。而新发现的巨型病毒，以雪藻为食，可能成为一种天然的藻类控制机制，对减缓冰的融化速度、降低全球变暖的影响具有潜在价值。 ... PC版： 手机版：

荷兰研究人员用CRISPR基因编辑疗法在实验室环境下“消灭”艾滋病毒

荷兰研究人员用CRISPR基因编辑疗法在实验室环境下“消灭”艾滋病毒 “分子剪刀”定向灭活HIV在此次医学会议上，荷兰阿姆斯特丹大学的研究人员提前发表了一项新研究，展示了如何使用最新的CRISPR-Cas基因编辑技术消除实验室环境下受感染细胞中的所有艾滋病病毒痕迹。该研究原计划于今年4月27日至30日在西班牙巴塞罗那举行的欧洲临床微生物学和传染病大会（ECCMID 2024）发表。相关研究由荷兰阿姆斯特丹大学医学中心的埃琳娜·埃雷拉-卡里略（Elena Herrera-Carrillo）博士及其团队成员包元玲（音）、于正浩（音）和帕斯卡·克鲁恩（Pascal Kroon）领导。据新华社报道，CRISPR全名为“成簇的、规律间隔的短回文重复序列”，原本是细菌防御病毒侵入的一种机制，被科学家用于编辑基因。法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和美国科学家珍妮弗·道德纳因为开发出相关技术而获得2020年诺贝尔化学奖。这项技术已成为可高效、精确、程序化修改细胞基因的工具。HIV治疗的重大挑战之一是该病毒具有将自身基因组整合到宿主DNA中的能力，尽管目前有多种有效的抗病毒药物用于治疗HIV感染，但只能抑制HIV在人体内的复制，无法将其清除，故患者需要接受终身抗病毒治疗，因为一旦抗病毒治疗停止，HIV可能会卷土重来。HIV可以感染体内不同类型的细胞和组织，每种细胞和组织都有其独特的环境和特征。荷兰研究人员对此表示， CRISPR-Cas的功能就像“分子剪刀”一样，在向导RNA (gRNA) 的指导下，可以在指定点切割DNA，他们正在寻找一种在所有这些情况下都可灭活艾滋病毒的方法，“我们的目标是开发一种强大且安全的组合CRISPR-Cas方案，可以在不同的细胞环境中灭活不同的艾滋病毒毒株。”在这项研究中，荷兰研究人员使用“分子剪刀”与两种gRNA来对抗所有已知的HIV 毒株中保持相同的病毒基因组部分，并成功治愈了HIV感染者的T细胞。荷兰研究人员进一步评估了来自不同细菌的各种CRISPR-Cas系统，并展示了saCas9和cjCas两个系统的应用结果。saCas9表现出出色的抗病毒性能，成功地用单个gRNA完全灭活HIV，并用两个gRNA切除HIV的DNA。荷兰研究人员证明，当在培养皿中的免疫细胞上进行测试时，他们的CRISPR系统可以灭活所有HIV病毒，将其从免疫细胞中清除。实际运用或仍需时日值得注意的是，荷兰阿姆斯特丹大学医学中心团队在医学会议上强调他们的工作仍然只是“概念证明”，不会很快成为HIV的治疗方法。英国诺丁汉大学干细胞和基因治疗技术副教授詹姆斯·迪克森博士对此表示同意，称完整的研究结果仍需要仔细审查，“需要做更多的工作来证明这些细胞测定的结果可以在未来的治疗中发生在整个身体中。在该疗法对HIV感染者产生影响之前，还需要进行更多的开发。”其他科学家也在尝试使用CRISPR来对抗HIV。美国生物制药公司Excision BioTherapeutics 2023年10月曾表示，三名感染HIV的志愿者在接受48周后的CRISPR疗法后没有出现严重的副作用。不过，伦敦弗朗西斯·克里克研究所的病毒专家乔纳森·斯托伊博士表示，尽管荷兰阿姆斯特丹大学医学中心团队的结果令人鼓舞，但下一步是在动物身上进行试验，最终在人体上进行试验，以证明这种治疗方法可以触及所有携带休眠艾滋病毒的免疫细胞。斯托伊指出，其中一些细胞被认为存在于骨髓中，但也可能涉及其他身体部位。“治疗的脱靶效应以及可能的长期副作用仍然令人担忧。”斯托伊说，“因此，即使假设这种基于CRISPR的疗法被证明是有效的，在任何此类基于CRISPR的疗法似乎还需要很多年的时间才可以成为常规疗法。” ... PC版： 手机版：

研究人员利用重新设计的药物给可导致人类癌症的爱泼斯坦-巴尔病毒踩刹车

研究人员利用重新设计的药物给可导致人类癌症的爱泼斯坦-巴尔病毒踩刹车 两个爱泼斯坦巴氏病毒病毒（病毒颗粒）的电子显微镜图像显示了圆形的囊壳松散地包裹着遗传物质60 年前，病理学家安东尼-爱泼斯坦（Anthony Epstein）和病毒学家伊冯娜-巴尔（Yvonne Barr）宣布发现了一种病毒，从此这种病毒便以他们的名字命名。爱泼斯坦-巴尔病毒创造了科学史上第一个被证实能导致人类癌症的病毒。爱泼斯坦和巴尔从肿瘤组织中分离出了这种属于疱疹病毒家族的病原体，并在随后的实验中证明了它的致癌潜力。大多数人都是 EB 病毒携带者：90% 的成年人都感染了这种病毒，但通常不会出现任何症状，也不会因此生病。大约 50%的人在五岁前感染，但很多人直到青春期才感染。急性病毒感染可引起腺热病，也被称为"接吻病"，感染者可数月无法工作。除了致癌特性外，这种病原体还被怀疑与多发性硬化症等自身免疫性疾病的发病有关。迄今为止，还没有任何药物或经批准的疫苗能够专门抑制体内的 EBV。现在，巴塞尔大学和巴塞尔大学医院的一个研究小组报告了一个很有希望的起点，可以为 EB 病毒踩刹车。他们的研究成果今天（5 月 23 日）发表在《科学》杂志上。克里斯托夫-赫斯（Christoph Hess）教授领导的研究人员破译了感染 EBV 的免疫细胞（即所谓的 B 细胞）是如何重新编程的。这一过程被称为"转化"，它是使感染变为慢性并导致癌症等后续疾病的必要条件。具体来说，研究小组发现，病毒会触发受感染的细胞加速产生一种名为 IDO1 的酶。这最终导致受感染细胞的发电厂线粒体产生更多能量。反过来，EB 病毒以这种方式对 B 细胞进行重编程时，新陈代谢的增加和 B 细胞的快速增殖也需要这种额外的能量。在临床上，研究人员重点研究了一组在器官移植后患上由 EBV 引发的血癌的病人。为了防止移植器官被排斥，必须使用药物削弱免疫系统。这反过来又使EB病毒更容易占据上风，引发血癌，即移植后淋巴瘤。在这篇现已发表的论文中，研究人员发现，EB病毒在移植后淋巴瘤确诊前几个月就已经上调了IDO1酶。这一发现可能有助于开发该疾病的生物标志物。"以前开发 IDO1 抑制剂是希望它们能帮助治疗已确诊的癌症，但不幸的是，事实并非如此。换句话说，已经有针对这种酶的抑制剂通过了临床测试，"Christoph Hess 解释说。因此，这类药物现在可能会获得第二次机会，应用于抑制EB病毒感染，从而治疗EB病毒相关疾病。事实上，在小鼠实验中，用这些药物抑制 IDO1 可以减少 B 细胞的转化，从而减少病毒载量和淋巴瘤的发展。""在移植患者中，标准做法是使用抗各种病毒的药物。"Hess说："到目前为止，还没有任何专门用于预防或治疗 Epstein-Barr 病毒相关疾病的药物。"更多信息：Bojana Müller-Durovic 等人，针对 EBV 的代谢依赖性可阻碍 B 细胞转化，《科学》（2024 年）DOI: 10.1126/science.adk4898.... PC版： 手机版：

基因组庞大的“巨型”噬菌体可以作为对付抗生素耐药细菌的潜在工具

基因组庞大的“巨型”噬菌体可以作为对付抗生素耐药细菌的潜在工具 随着抗生素的使用越来越频繁，细菌也在不断进化。它们变得更有能力战胜抗生素，使许多抗生素失去了作用。抗生素的有效性持续急剧下降，导致了今天的抗生素耐药性危机。巨型噬菌体的治疗潜力科学家们现在希望借助病毒这一非同寻常的盟友来应对这一日益严重的威胁。最近，研究人员重点研究了被称为噬菌体的病毒，将其作为治疗和解除抗生素耐药细菌的新工具。人们特别关注"巨型"噬菌体最近发现的具有超大基因组的病毒这种病毒可被用作特殊的递送剂，不仅能杀死细菌，还能将抗生素直接递送到感染源。但是，为了通过噬菌体提供新型疗法，科学家们必须首先了解这些神秘病毒内部非同寻常的生物构成和机制。PicA 的图形图像，PicA 是巨型噬菌体的一个关键部件，负责协调噬菌体核保护壳内的蛋白质运输。图片来源：加州大学圣地亚哥分校波格利亚诺实验室研究与结论加州大学圣地亚哥分校生物科学院的研究人员与加州大学伯克利分校创新基因组研究所和曼谷朱拉隆功大学的同事们在破译巨型噬菌体的几项关键功能方面迈出了实质性的一步。加州大学圣地亚哥分校生物科学院教授、新论文的资深作者乔-波利亚诺（Joe Pogliano）说："这些巨型噬菌体拥有庞大的基因组，理论上可以对其进行操纵，使其携带的有效载荷能够更有效地杀死细菌。问题在于它们的基因组是封闭的，因此不容易获取。但现在我们已经发现了其中的一些关键元素"。正如论文中所描述的，生物科学学院研究生蔡斯-摩根（Chase Morgan）领导的研究主要集中在巨型 Chimalliviridae 噬菌体上，研究发现这种噬菌体通过形成一个类似于人类和其他生物体细胞核的腔室，在细菌内部进行复制。Chimalliviridae 的类似细胞核的小室会分离并选择性地导入某些蛋白质，使其能够在宿主细菌内复制。但这一过程如何展开一直是令人费解的部分。巨型病毒 phikzvirus 或 phiKZ 可感染假单胞菌。资料来源：加州大学圣地亚哥分校波利亚诺实验室摩根和他的同事利用新的遗传学和细胞生物学工具，发现了一种关键蛋白，他们将其命名为"奇马拉维病毒 A 蛋白导入器"或 PicA，这种蛋白就像一种夜总会保镖，有选择性地贩运蛋白质，允许一些蛋白质进入细胞核内部，但拒绝其他蛋白质进入。他们发现，PicA 能够协调货物蛋白在噬菌体细胞核保护壳内的运输。摩根说："这种病毒能够建立起如此复杂的结构和运输系统，实在令人惊叹，我们以前从未见过这样的病毒。我们所认为的复杂生物学通常是保留给人类和我们数以万计基因的高等生命形式的，但在这里，我们在一个只有大约 300 个基因的相对微小的病毒基因组中看到了功能类似的过程。这可能是我们所知的最简单的选择性运输系统。"研究人员利用用于研究基因组的可编程RNA工具 CRISPRi-ART，证明了 PicA 是 Chimalliviridae 细胞核发育和复制过程的重要组成部分。"如果没有 RNA 靶向 CRISPR 技术的简单性和多功能性，直接提出和回答这些问题几乎是不可能的。我们非常期待看到这些工具如何揭开噬菌体基因组编码的神秘面纱，"合著者、在诺贝尔奖获得者、CRISPR先驱珍妮弗-杜德娜（Jennifer Doudna）手下工作的博士后学者本-阿德勒（Ben Adler）说。生物科学学院研究生 Chase Morgan 和 Emily Armbruster，PNAS 论文的共同作者。图片来源：加州大学圣地亚哥分校波利亚诺实验室噬菌体疗法的意义数十亿年来，细菌和病毒一直在进行着一场军备竞赛，双方都在不断进化以对抗对方的适应性。研究人员说，复杂的 PicA 运输系统就是这种激烈、持续的进化竞争的结果。该系统进化得既高度灵活又具有高度选择性，只允许关键的有益元素进入细胞核。如果没有 PicA 系统，细菌的防御蛋白就会进入细胞核，破坏病毒的复制过程。霍华德-休斯医学研究所（HHMI）资助的"新兴病原体计划"（Emerging Pathogens Initiative）和加州大学圣迭戈分校噬菌体创新应用与治疗中心的科学家们正在努力为最终通过基因编排噬菌体来治疗各种致命疾病奠定基础。论文共同作者、生物科学学院研究生艾米丽-阿姆布鲁斯特（Emily Armbruster）说："我们以前确实不了解蛋白质导入系统是如何工作的，也不知道哪些蛋白质参与其中，因此这项研究是我们了解这些噬菌体成功复制的关键过程的第一步。我们对这些重要系统了解得越多，就越能更好地设计出用于治疗的噬菌体。"这类基因编程病毒的未来目标包括铜绿假单胞菌，众所周知，这种细菌可导致潜在的致命感染，并对医院中的病人构成威胁。其他有希望的目标还包括大肠杆菌和克雷伯氏菌，它们会引起慢性和复发性感染，在某些情况下还会进入血液，危及生命。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家在塞浦路斯岛发现巨型水虫 会咬人脚趾

科学家在塞浦路斯岛发现巨型水虫 会咬人脚趾 塞浦路斯首次发现了巨型水虫，这是一种体型巨大、可能会伤人的捕食者引发了科学家们的兴趣和调查。这一发现凸显了塞浦路斯丰富的生物多样性，并强调了公民科学在监测环境变化和物种迁徙方面的重要性。资料来源：Hadjiconstantis et al.来自塞浦路斯自然遗产和生物多样性保护协会的科学家迈克尔-哈吉康斯坦蒂斯（Michael Hadjiconstantis），塞浦路斯农业、农村发展和环境部的伊科沃斯-齐奥尔齐斯（Iakovos Tziortzis），以及塞浦路斯野生动物研究所的卡迪尔-博加奇-昆特（Kadir Bogaç Kunt），于 2020 年春末和 2021 年夏收集了该岛东部海岸线上越来越多的巨型水虱记录信息和标本。该物种以栖息在池塘和缓慢流动的淡水中而闻名，虽然希腊、土耳其和以色列等邻近的地中海国家都有该物种的种群，但该岛以前从未有过该物种的记录。这种巨型水虫也被称为是一种凶残的猎手，专门捕食无脊椎动物、鱼类、海龟甚至鸟类。更可怕的是，它是欧洲最大的真虫，也是欧洲最大的水生昆虫，体长可达 12 厘米，就和它的外号一样，沙滩上信步的人们一不小心就会被它咬得非常疼。这种虫子主要出现在该岛东部沿海地区，最初是由游泳者记录下来的，他们对这种虫子可怕的外表和体型感到惊讶。他们有的直接联系了专家，有的在网上发布了照片和视频，主要是在与生物多样性有关的 Facebook 群组上。作者收集了一些标本，以作进一步研究。他们还在相关的在线观察平台（如iNaturalist）上进行了广泛的在线搜索，以追踪岛上关于该物种的任何其他报告。此外，他们还对附近的湿地进行了采样，但没有发现这种虫子。最终，共记录了七次目击：五次来自社交媒体，两次是与作者团队直接交流后发现的。生物学家获得了两个标本并对其进行了形态学检查，以验证该物种。观察结果记录在开放获取期刊《Travaux du Muséum National d'Histoire Naturelle"Grigore Antipa"》的一篇研究文章中。考虑到咬趾虫是一个标志性物种，与人类相遇的故事令人毛骨悚然，作者认为这不可能长期不被注意。他们认为，可能是以色列、黎巴嫩和叙利亚等物种栖息地附近的国家在短时间内引发了几次迁徙活动。这些标本可能像其他研究人员假设的那样是通过风或海流转移的，也可能是由于其最初分布地区的食物资源减少而导致的。尽管在很短的时间内记录了大量的数据，但目前还不能对该物种在岛上的种群建立情况下结论。这还有待进一步调查，而作为该物种的首次记录，公民科学可以在其中发挥重要作用。作者呼吁公众提高警惕："寻找类似外星生物的博物学家可以通过公民科学提供有关该物种存在和可能建立的宝贵信息"。在此之前，他们警告说"塞浦路斯人应该睁大眼睛，把脚趾伸出水面"。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：