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近期全球寨卡病毒感染大爆發(fā)，在巴西及世界各地造成上千起小腦癥案例，但先前我們并不了解寨卡病毒和小腦癥的關(guān)聯(lián)。
近日，來(lái)自美國南加州大學(xué)的研究者在發(fā)布于科學(xué)期刊 Cell Stem Cell 的研究中找到了寨卡病毒中造成小腦癥兩個(gè)關(guān)鍵蛋白質(zhì)，對于未來(lái)防止寨卡病毒感染孕婦并產(chǎn)下患有小腦癥的新生兒有很大的幫助。
這項研究指出，一個(gè)完整的寨卡病毒帶有 10 個(gè)蛋白質(zhì)，其中只有 NS4A 和 NS4B 這兩個(gè)蛋白質(zhì)和小腦癥有關(guān)。這兩個(gè)蛋白質(zhì)在病毒中的功能有兩個(gè)共同點(diǎn)：阻礙胎兒腦部的形成以及調動(dòng)病毒的力量。
這項研究的資深共同作者 Jae Jung 同時(shí)也是南加大 Keck 醫學(xué)院微生物學(xué)及免疫學(xué)特聘講座教授表示，這項研究集結了病毒學(xué)及神經(jīng)生物學(xué)的專(zhuān)業(yè)，也是首次以分子層次檢測寨卡病毒。而因為已經(jīng)了解了寨卡病毒與小腦癥 之間的分子機制，研究團隊進(jìn)一步將研究結果運用到寨卡病毒引起的小腦癥的治療上。
Jung 教授表示未來(lái)幾年內或許幾針注射便能針對 NS4A、NS4B 及相關(guān)的機制加以干擾破壞，以此對抗病毒。
美國疾病控制與預防中心在今年 4 月證實(shí)，寨卡病毒便是造成小腦癥等其他胎兒腦部缺陷的病原，但當時(shí)原因尚未了解。Jung 所帶領(lǐng)的研究團隊在研究中找出了其中導致病情的分子機制。
研究團隊表示，他們是最早在懷孕中期的胎兒神經(jīng)干細胞中，檢測了 3 個(gè)不同品系寨卡病毒的研究，在先前的其他研究中，大多使用由成人細胞所制造的小型神經(jīng)干細胞類(lèi)器官。
這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)展非?？焖?，但從沒(méi)有人細查寨卡病毒的蛋白質(zhì)。先前科學(xué)家只知道寨卡病毒就是病原，但是卻不知道究竟是哪個(gè)環(huán)節導致疾病。Jung 形容這兩者的差距就像知道美國國家?jiàn)W運代表隊得到了金牌，卻不知道得到金牌的是游泳隊。而研究團隊所做的便是仔細檢驗寨卡病毒蛋白質(zhì)中究竟是誰(shuí)造成這些疾病。
合作綁架胎兒的神經(jīng)干細胞
NS4A 和 NS4B 這兩個(gè)蛋白質(zhì)之所以能夠致病，是因為它們干擾了細胞內一個(gè)被稱(chēng)為 Akt-mTOR pathway 的分子信息傳遞路徑，這個(gè)信息傳遞路徑是細胞內非常重要的一部分，能夠調控細胞周期，和細胞的增生、癌化、休眠有關(guān)。
由于受到病毒蛋白質(zhì)的干擾，這條信息路徑?jīng)]辦法像正常狀況時(shí)一樣保護腦部的發(fā)育，并且維持自噬作用（autophagy）的調節。
自噬作用的功能是在細胞內抵抗并分解外來(lái)病原體，自噬作用失調的影響相當于破壞細胞內的防御及回收機制。然而當細胞受到黃病毒屬（flaviviruses）包含登革熱病毒、C 型肝炎病毒、寨卡病毒等病毒感染時(shí)，自噬作用反而會(huì )幫助病毒增生復制。
感染細胞的寨卡病毒正好需要自噬作用的幫助，細胞內的自噬作用失去控制不斷運作之后，病毒就能夠運用它所提供源源不絕的能量和營(yíng)養來(lái)進(jìn)行復制。由于大多的能量都被寨卡病毒所占據，神經(jīng)干細胞缺乏代謝，細胞經(jīng)由分化或成長(cháng)轉變成神經(jīng)元或其他腦細胞的機會(huì )就越來(lái)越低。
總結來(lái)說(shuō)，寨卡病毒的 NS4A 和 NS4B 這兩個(gè)蛋白質(zhì)，借由阻礙腦部發(fā)育并且刺激增強自噬作用來(lái)使病毒得以散播。這兩個(gè)病毒蛋白質(zhì)合作綁架了胎兒的神經(jīng)干細胞，使得腦類(lèi)器官大約少了一半，進(jìn)而導致新生兒神經(jīng)干細胞 65% 以上發(fā)育遲緩。
除此之外，神經(jīng)干細胞的分化成如神經(jīng)元或具有輔助功能的神經(jīng)膠質(zhì)細胞星狀細胞（astrocyte）等成熟腦細胞的比例也下降五成左右。
研究團隊目前已經(jīng)著(zhù)手研究 NS4A 和 NS4B 在腦部類(lèi)器官及小鼠模式中的功能，以求更深入的了解。這項研究的通信共同作者 Zhen Zhao 是生理及生物物理學(xué)助理教授，他表示，“雖然并不是每一個(gè)受到寨卡病毒感染的懷孕婦女都會(huì )產(chǎn)下患有小腦癥的嬰兒，我們仍然期望能夠發(fā)展新的治療方式，使寨卡病毒再也不會(huì )造成小腦癥。”
而目前科學(xué)家也正在尋找能夠有效的判別孕婦是否遭受寨卡病毒感染的生物標記，借此提早加強應對。
來(lái)源：TechNews科技新報
