寨卡病毒新威脅！感染并殺死神經(jīng)祖細(xì)胞

在一項新的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，實驗室培養(yǎng)的人神經(jīng)祖細(xì)胞（neural progenitor cell, 也譯作神經(jīng)前體細(xì)胞）---它們能夠產(chǎn)生在大腦中發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞---能夠被寨卡病毒（Zika virus）毒株感染和殺死。這項初步研究提示著孕婦感染寨卡病毒如何可能導(dǎo)致她們的嬰兒患上頭小畸型（microcephaly），即一種大腦和頭顱不能按照正常速度生長的神經(jīng)疾病。相關(guān)研究結(jié)果于2016年3月4日在線發(fā)表在Cell Stem Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Zika Virus Infects Human Cortical Neural Progenitors and Attenuates Their Growth”。

        未參與這項研究的美國約翰霍普金斯大學(xué)微生物學(xué)家和免疫學(xué)家Andrew Pekosz說，“這項研究證實人神經(jīng)祖細(xì)胞能夠被寨卡病毒感染，而且這種感染能夠?qū)е卤桓腥镜募?xì)胞死亡和生長緩慢。這是比較重要的，這是因為它可能是一種研究感染直接誘導(dǎo)的這種損傷的方法。”

        自從2015年晚些時候，巴西的新生兒頭小畸型病例顯著增加。2015年這個國家暴發(fā)的寨卡病毒感染被強(qiáng)烈懷疑為是元兇，但是盡管這種病毒已在兩名嬰兒的羊水和一名頭小畸型胎兒的腦組織中檢測到，但是迄今為止，這種疾病與這種蚊子傳播的病原體之間的因果還未被確切證實。

        約翰霍普金斯大學(xué)神經(jīng)學(xué)家和神經(jīng)科學(xué)家Guo-li Ming是人類大腦發(fā)育和精神疾病方面的專家。鑒于分析真實的人類大腦發(fā)育是幾乎不可能的，因此她使用由人誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（(iPSCs）產(chǎn)生的人神經(jīng)祖細(xì)胞作為一種模式系統(tǒng)。

        一聽到寨卡病毒-頭小畸型危機(jī)在巴西出現(xiàn)，Ming就意識到她有一種難得的機(jī)會來研究人神經(jīng)祖細(xì)胞是否可能容易遭受感染。通過與美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)研究寨卡病毒的科學(xué)家們合作，Ming的研究小組將寨卡病毒接種到人神經(jīng)祖細(xì)胞、iPSCs、胚胎干細(xì)胞和未成熟的神經(jīng)元體外培養(yǎng)物中，然后比較所產(chǎn)生的感染程度。Ming說，只有不到20%的iPSCs、胚胎干細(xì)胞和神經(jīng)元被感染，然而，人神經(jīng)祖細(xì)胞的感染率是“非常顯著的”。她說，高達(dá)90%的人神經(jīng)祖細(xì)胞含有這種病毒，“讓我們有些感到害怕的是，我們發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)祖細(xì)胞確實能夠釋放出更多的病毒”，因而就有潛力感染更多的神經(jīng)祖細(xì)胞。

        Ming和同事們證實對這些神經(jīng)祖細(xì)胞的感染要么殺死它們，要么顯著延緩它們的增殖。

        Ming說，神經(jīng)祖細(xì)胞“在大腦中產(chǎn)生大量的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞群體”。“因此，如果它們被感染，它們就死亡或延緩生長，因此我們認(rèn)為這可能對它們產(chǎn)生的神經(jīng)元也有影響。”然而，迄今為止，Ming的研究小組還沒有證據(jù)證實這種感染如何可能影響大腦發(fā)育。

        未參與這項研究的澳大利亞昆士蘭大學(xué)病毒學(xué)家Ian Mackay說，這些實驗室發(fā)現(xiàn)可能能夠開始揭示寨卡病毒感染和破壞大腦組織的一些可能性機(jī)制，但是這些仍然只是理解人體中這些機(jī)制的漫漫征途中的一小步。

        一方面，他說，用于這項研究的寨卡病毒毒株不同于導(dǎo)致拉丁美洲正在暴發(fā)的流行病的毒株。他說，“仍不清楚這種實驗室病毒是否仍然與當(dāng)前在巴西蚊子和被感染的人體中傳播的寨卡病毒具有相同的行為特征。” Mackay補(bǔ)充道，這些由iPSCs在體外制造的神經(jīng)祖細(xì)胞“產(chǎn)生的感染結(jié)果可能并不能準(zhǔn)確地反映在人體中發(fā)生的疾病過程。”

        為了更好地理解潛在的疾病發(fā)生機(jī)制，Ming的研究小組計劃研究這些被感染的神經(jīng)祖細(xì)胞是否能夠?qū)е庐惓５拇竽X類器官（organoids）發(fā)育，其中大腦類器官是由人iPSCs在體外培育而成的微型大腦（mini brain）。她說，“但是，這仍然不能直接告訴人們在懷孕期間到底發(fā)生了什么。zui終，這方面的證據(jù)還是不得不來自診所。”

        確實，Mackay同意道，“還需開展大量的研究工作來理解寨卡病毒是否能夠?qū)е逻@種疾病，或者診斷它可能與什么存在關(guān)聯(lián)。”