疱疹感染症状的变化可能与基因表达的差异

为什么有些人嘴唇周围的唇疱疹经历痛苦的病变,而其他人则完全没有症状,但仍然传播病毒吗?宾夕法尼亚州立大学进行的一项新的研究发现,这些差异可能是由于不同的某些菌株的单纯疱疹(1型单纯疱疹病毒)引起唇疱疹的病毒,以及生殖器疱疹——激活基因表达在神经元。

“1型单纯疱疹病毒发生在全球一半以上的人口,”玛利亚Szpara说,生物学和生物化学和分子生物学副教授。“它不仅导致复发的问题,如疱疹和生殖器疱疹,但是最近的研究已涉及慢性1型单纯疱疹病毒感染疾病的发展在以后的生活中,包括神经退行性疾病如阿尔茨海默氏症。”

Szpara解释说,1型单纯疱疹病毒的生命周期开始接触粘膜表面,侵入皮肤细胞,复制,可以引起局部损伤的形成。该病毒还进入局部皮肤的神经末梢,并运送到神经元的神经系统。病毒可以潜伏在未来的场合,直到它复活。病毒引发的神经损伤和宿主免疫反应而被认为有助于长期神经退化。

”,因为每个人都有微妙的不同版本的1型单纯疱疹病毒,这也许可以解释一些变异的人类对感染的反应;例如,为什么人们有不同的诱因暴发或溃疡为什么有些人经历更多的痛苦。病毒暴发的频率的差异,或病毒诱导基因表达模式,也可能影响不同的利率继续开发神经退行性疾病慢性感染的人们。”

调查这种反应的变化的原因,Szpara和她的同事被感染的人类神经细胞与三种1型单纯疱疹病毒株已知的能力不同导致的神经系统疾病。接下来,他们利用深度测序识别和量化转录组——整个的信使rna (mrna)在神经元的细胞在任何给定的时间,期间由1型单纯疱疹病毒感染。

根据Szpara,当神经细胞感染1型单纯疱疹病毒,导致产生的mrna转录组包括整个收集人类神经元和1型单纯疱疹病毒。通过观察时间和数量的mrna表达在感染期间,科学家可以获得的见解产生的蛋白质,将很快从这些信使rna。病毒蛋白和新病毒产生的后代感染,最终导致健康问题。

”,同时检查感染细胞的病毒和神经细胞转录组我们可以观察病毒mRNA的时间生产之间的相互作用和蛋白质产量,和随后的宿主反应,“Szpara说。

科学家们使用两个额外的神经元和免疫印迹技术——免疫荧光染色病毒蛋白质含量,观察病毒和宿主基因表达的结果。他们还利用扫描电镜直接观察在感染神经细胞形态学的变化。

他们的研究结果出现在3月22日《公共科学图书馆·病原学》的在线。

研究人员发现,不同的遗传变异的1型单纯疱疹病毒诱导不同人类神经细胞的基因表达模式。特别地,他们发现他们的基因表达的病毒变异和数量在不同的利率,这可能导致主机内不同时间和症状的严重程度。例如,他们发现其中的一个变种,展品低毒性的动物模型,显示一个不同的,看似推迟病毒和宿主基因表达在神经元的步伐。在另一个例子,他们发现一个变种引起的更大的变化在细胞粘附相关基因的表达(或能力的细胞相互连接),这可能会影响细胞间1型单纯疱疹病毒的传播。

该小组还发现,这些不同的基因表达模式是依赖于受感染细胞神经元或皮肤细胞类型。

”在一起,这些数据证明的重要性,研究病毒株细胞类型特异的因素,可能导致神经毒性和体内。它同时也突显出HSV-1-host相互作用的特异性,“Szpara说。“我们的研究表明,病毒在细胞变异模型之间的差异观察像神经元可以用来帮助理解更复杂的病毒与宿主的相互作用。”

参考:Mangold CA, Rathbun MM,雷纳DW, Kuny简历,Szpara毫升。病毒感染人类的神经元触发毒株特异性宿主神经细胞和病毒的转录组的差异。PLOS病原体。2021;17 (3):e1009441。doi:10.1371 / journal.ppat.1009441

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