将艾滋病毒扼杀在摇篮中新型抗病毒疗法:破解病毒保护罩

将艾滋病毒扼杀在摇篮中新型抗病毒疗法:破解病毒保护罩新南威尔士大学悉尼分校医学研究人员领导的一个国际研究小组现在掌握了这种新型药物如何将艾滋病病毒外壳推向破裂点,从而阻止病毒传播的细节。他们发现的分子机制发表在《生命》(eLife)杂志上,有助于完善和设计更有效的抗病毒疗法。艾滋病病毒将其遗传物质包裹在蛋白质外壳中,以保护病毒在进入靶细胞后将其基因组RNA转化为DNA的途中。Lenacapavir由生物制药公司吉利德科学(GiliadSciences)开发,其设计目的正是为了阻断病毒衣壳提供的这种保护。这种强效长效药物是第一种,也是迄今为止唯一一种获得批准的抗艾滋病毒疗法。与戴维-雅克博士一起领导研究小组的蒂尔-伯金教授说:"囊壳在病毒生命周期的多个阶段发挥着核心作用,因此是一个非常好的药物靶点,这一概念是近几年才出现的。"通过将细胞感染研究与单分子成像相结合,研究人员展示了Lenacapavir如何破坏艾滋病病毒的生命周期。有人推测,这种药物会使囊壳变硬,从而锁住病毒,阻止它建立感染。相反,研究小组发现,经过药物强化的囊膜实际上变得非常脆弱。Böcking教授说:"我们发现,这种过度稳定实际上导致了囊壳过早破裂,病毒还来不及将其RNA转化为DNA。"Lenacapavir会导致艾滋病病毒的囊膜破裂,然后才能将其遗传物质运送到宿主细胞核中。图片来源:公共卫生图片库,疾病预防控制中心在靶细胞中,囊壳会在病毒到达细胞核之前破裂,使其遗传物质暴露在宿主细胞细胞质的敌对环境中。为了研究来Lenacapavir对单个囊壳的长期影响,研究小组使用了细胞产生的非感染性艾滋病病毒样颗粒。"利用我们的显微镜装置,我们可以观察病毒外壳的完整性。通过监测载入囊壳的荧光标签的释放情况,我们可以准确地确定囊壳何时破裂,"该研究的主要作者之一沃尔什博士说。研究小组还与英国分子生物学实验室的LeoJames博士和其他同事一起研究了新的囊壳的构建过程,再现了新制作的病毒基因组拷贝被捆绑起来以便从感染细胞中释放出来的过程。他们发现,Lenacapavir在艾滋病病毒生命周期的这一阶段也破坏了囊壳的完整性,因为它加速了囊壳的构建,迫使囊壳出现构建错误。产生的畸形噬菌体无法正常闭合,也就无法保护病毒基因组免受攻击。这项研究不仅解决了关于"噬菌体靶向药物是增强还是削弱噬菌体"的争论,而且发现的机制还可用于靶向其他病毒,这些病毒通过构建噬菌体来躲避宿主的防御。"Lenacapavir比其他任何靶向囊膜的化合物都要好得多。"沃尔什博士说:"我们的研究结果提供了一个非常好的蓝图,说明这种药物为何能够如此有效。"编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425373.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1425373.htm

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具有掠夺性的“卫星病毒”有助于揭开新型抗病毒疗法的秘密作者:IvanErill,马里兰大学巴尔的摩郡分校生物科学教授你有没有想过,让你患上重感冒的病毒自己也会感冒?如果你知道,是的,病毒确实会生病,这也许会让你感到安慰。更妙的是,由于因果报应,罪魁祸首竟然是其他病毒。病毒和人类一样,也会因其他病毒而患病。MiniFlayer等卫星病毒附着在MindFlayer等其他病毒上,证明了这一现象,为我们深入了解病毒行为和开发新型抗病毒疗法提供了潜在途径。病毒之所以会生病,是因为它们的正常功能受到了损害。当病毒进入细胞后,它既可以处于休眠状态,也可以立即开始复制。在复制过程中,病毒会霸占细胞的分子工厂,复制大量的自身,然后脱离细胞,让新的拷贝自由生长。然而有时,病毒进入细胞后才发现,它的新临时住所已经是另一种休眠病毒的家,随后接下来就是一场争夺细胞控制权的战斗,任何一方都有可能获胜。但有时,病毒进入细胞后会发现一种特别令人讨厌的房客:另一种病毒正等着专门捕食进入的病毒。我是一名生物信息学家,我的实验室研究病毒的进化。我们经常会遇到"病毒的病毒",但我们最近发现了一些新东西:一种病毒会咬住另一种病毒的脖子。卫星病毒MiniFlayer(紫色)通过附着在辅助病毒MindFlayer(灰色)的颈部来感染细胞。图片来源:TagidedeCarvalho几十年前,生物学家们就已经知道存在捕食其他病毒的病毒,这种病毒被称为病毒"卫星"。1973年,研究噬菌体P2(一种感染肠道大肠杆菌的病毒)的研究人员发现,这种感染有时会导致细胞中出现两种不同类型的病毒:噬菌体P2和噬菌体P4。噬菌体P4可以整合到宿主细胞的染色体中并处于休眠状态。当P2感染一个已经携带P4的细胞时,潜伏的P4会迅速苏醒,并利用P2的基因指令制造出数百个自己的小病毒颗粒。毫无防备的P2即使能复制几次,也是幸运的。在这种情况下,生物学家称P2为"辅助"病毒,因为卫星P4需要P2的遗传物质来复制和传播。噬菌体是感染细菌的病毒。随后的研究表明,大多数细菌物种都有一套多样化的卫星辅助系统,如P4-P2系统。但病毒卫星并不局限于细菌。2003年,已知最大的病毒--mimivirus被发现后不久,科学家也发现了它的卫星,并将其命名为"Sputnik"。潜伏在植物细胞中等待其他病毒的植物病毒卫星也很普遍,并可能对农作物产生重要影响。尽管研究人员在几乎所有生命领域都发现了卫星辅助病毒系统,但它们对生物学的重要性仍未得到充分重视。最明显的是,病毒卫星会对其"助手"病毒产生直接影响,通常会使它们致残,但有时也会使它们成为更有效的杀手。然而,这可能是它们对生物学的最小贡献。卫星和它们的"助手"还在进行着无休止的进化军备竞赛。卫星进化出新的方法来利用助手,助手则进化出反制措施来阻止卫星。由于双方都是病毒,这场内战的结果必然包括人们感兴趣的东西:抗病毒药物。最近的研究表明,许多被认为是在细菌中进化出来的抗病毒系统,如基因编辑中使用的CRISPR-Cas9分子剪刀,可能起源于噬菌体及其卫星。有点讽刺的是,辅助病毒及其卫星病毒的更替率和变异率都很高,因此成为抗病毒武器的进化热点。为了战胜对方,卫星病毒和辅助病毒提出了一系列无与伦比的抗病毒系统,供研究人员利用。病毒卫星有可能改变研究人员对抗病毒策略的理解,但要了解它们还有很多事情要做。在我们最近的工作中,我和我的合作者描述了一种完全不同于以前已知卫星的卫星噬菌体,它进化出了一种独特而诡异的生活方式。马里兰大学巴尔的摩郡分校的噬菌体猎人从土壤细菌疥疮链霉菌中分离出了一种名为MiniFlayer的卫星噬菌体。研究发现,MiniFlayer与一种名为噬菌体MindFlayer的辅助病毒密切相关,后者会感染疥疮链霉菌。但进一步研究发现,MiniFlayer并非普通的卫星病毒。图中显示,链霉菌卫星噬菌体MiniFlayer(紫色)附着在其辅助病毒链霉菌噬菌体MindFlayer(灰色)的颈部。图片来源:TagidedeCarvalhoMiniFlayer是已知的第一个失去休眠能力的卫星噬菌体。无法等待助手进入细胞对卫星噬菌体来说是一个重要的挑战。如果需要另一种病毒来复制,如何保证它能在你复制的同时进入细胞?迷你噬菌体以进化的勇气和恐怖片的创意应对了这一挑战。MiniFlayer没有坐以待毙,而是主动出击。借鉴"德古拉"和"异形",这种卫星噬菌体进化出了一种短小的附属物,可以像吸血鬼一样咬住帮助者的脖子。不知情的帮助者和它的乘客一起寻找新的宿主,在那里,病毒剧将再次上演。我们还不知道"迷你杀手"是如何制服它的助手的,也不知道"心灵杀手"是否已经进化出了应对措施。如果说最近的大流行给了我们什么启示的话,那就是我们的抗病毒药物供应相当有限。对病毒及其卫星病毒的复杂性、交织性和有时掠夺性(如"迷你杀手"吸附在其助手脖子上的能力)的研究,有可能为抗病毒治疗开辟新的途径。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399377.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1399377.htm

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科学家解密艾滋病毒的防御系统创新疫苗策略大有可为HIV-1病毒颗粒(粉红色/褐黄色)从慢性感染的H9细胞(茶色)的一个片段中萌发和复制的透射电子显微镜照片。颗粒处于不同的成熟阶段;弧形/半圆形是开始形成的不成熟颗粒,但仍是细胞的一部分。未成熟颗粒的形态会慢慢转变为成熟形态,并表现出典型的"圆锥形或球形核心"。图片拍摄于马里兰州德特里克堡的NIAID综合研究设施(IRF)。图片来源:NIAID艾滋病病毒的基因多种多样,因此难以用疫苗对其进行靶向治疗,但bNAbs可以克服这一障碍,因为它们能与病毒中即使发生变异也保持不变的部分结合。基因靶向是一种刺激免疫系统的方法,它能引导幼稚(前体)B细胞发育成能产生bNAbs的成熟B细胞。一类名为10E8的bNAbs是开发HIV疫苗的优先选择,因为它能中和特别广泛的HIV变种。10E8bNAb与艾滋病毒表面糖蛋白gp41的一个保守区域结合,该区域参与了艾滋病毒进入人类免疫细胞的过程。由于gp41的关键区域隐藏在HIV表面的凹陷缝隙中,因此设计一种免疫原--一种用于疫苗中、能引起特定免疫系统反应的分子--来刺激10E8bNAb的产生一直是一项挑战。之前的疫苗免疫原没有产生具有物理结构的bNAbs,无法到达gp41并与之结合。为了应对这一挑战,研究人员在纳米颗粒上设计了免疫原,模仿gp41的特定部分的外观。他们用这些免疫原为猕猴和小鼠接种疫苗,引起了10E8B细胞前体的特异性反应,诱导出的抗体显示出成熟为bNAbs的迹象,可以到达隐藏的gp41区域。当他们在小鼠体内使用mRNA编码的纳米颗粒时,也观察到了类似的反应。研究人员还发现,同样的免疫原产生的B细胞能成熟产生另一种名为LN01的gp41定向bNAb。最后,他们在实验室对人类血液样本进行分析后发现,10E8类bNAb前体自然存在于没有感染艾滋病病毒的人体内,而且他们的免疫原能与具有10E8类特征的人类幼稚B细胞结合并将其分离出来。这些观察结果表明,小鼠和猕猴的免疫数据很有希望转化为人类的免疫数据。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433325.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1433325.htm

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世卫组织指出,抗逆转录病毒治疗是强大的工具之一;如果艾滋病毒携带者得到早期诊断和治疗,并按处方服药,他们有望享有与未感染艾滋病毒的人一样的健康和预期寿命。同时,通过持续使用抗逆转录病毒治疗,艾滋病毒携带者可以将其病毒载量降至不可被检测的水平,进而不会将艾滋病毒传播给一个或多个性伴侣,而且母婴传播的风险也会降低。还有证据表明,当一名艾滋病毒携带者的病毒载量低于或等于1000拷贝每毫升时,其传播艾滋病毒的风险可以忽略不计,甚至几乎为零,这就是通常所称的“病毒载量受到抑制”。https://news.un.org/zh/story/2023/07/1120017

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