揭示哺乳動物干細胞利用抗病毒Dicer抵御多種RNA病毒入侵

　　在一項新的研究中，來自英國弗朗西斯-克里克研究所的研究人員發現了一種以前認為隨著哺乳動物的進化而消失的重要機制有助于保護哺乳動物的干細胞免受SARS-CoV-2和寨卡病毒等RNA病毒的侵害。他們認為，這一發現有朝一日可能在開發新的抗病毒治療方法中得到利用。相關研究結果發表在2021年7月9日的Science期刊上，論文標題為“An isoform of Dicer protects mammalian stem cells against multiple RNA viruses”。

　　感染宿主后，病毒進入細胞以進行復制。對于哺乳動物的大多數細胞來說，第一道保護線是稱為干擾素的蛋白質。然而，干細胞缺乏觸發干擾素反應的能力，它們如何保護自己一直是不確定的。

SARS-CoV-2（之前稱為2019-nCoV）的透射電鏡圖，圖片來自NIAID RML。

　　在這項新的研究中，這些作者分析了小鼠干細胞的遺傳物質，并發現它包含了構建一種命名為抗病毒Dicer（antiviral Dicer, AviD）的蛋白質的指令，AviD可以切割病毒的RNA，從而阻止RNA病毒復制。這種保護形式被稱為RNA干擾，植物和無脊椎動物的細胞也使用這種方法。

　　論文通訊作者、弗朗西斯-克里克研究所免疫生物學實驗室的Caetano Reis e Sousa說，“了解干細胞如何保護自己免受RNA病毒的侵害是非常吸引人的。事實上，這種保護也是植物和無脊椎動物所使用的，這一事實表明，這種保護可能早在哺乳動物的歷史上就存在了，直到進化樹分裂的時候。出于某種原因，雖然所有哺乳動物細胞都擁有觸發這一過程的先天能力，但似乎只有干細胞才會依賴它。通過進一步了解這一過程，并揭開我們免疫系統的秘密，我們希望為藥物開發開辟新的可能性，因為我們努力利用我們身體抵抗感染的天然能力。”

　　在將經過基因改造后攜帶aviD的人類干細胞暴露于SARS-CoV-2病毒的實驗室實驗中，當這些干細胞中存在Avid時，這種病毒感染它們的數量比這些作者移除這種蛋白質時少三倍。

　　這些作者還利用小鼠胚胎干細胞培育出迷你大腦類器官（mini brain organoids），并發現當感染寨卡病毒時，與沒有aviD的大腦類器官相比，帶有AviD的大腦類器官生長更快，產生更少的病毒物質。同樣地，當大腦類器官遭受SARS-CoV-2病毒感染時，相比于沒有aviD的大腦類器官，帶有AviD的大腦類器官中受感染的干細胞更少。

　　論文第一作者、弗朗西斯-克里克研究所免疫生物學實驗室博士后研究員Enzo Z. Poirier說，“為什么干細胞使用這種不同的防御機制仍然是一個謎。可能是干擾素過程會對干細胞造成太大的傷害，所以包括人類在內的哺乳動物已經進化到保護這些珍貴的細胞免受這種傷害。關于這些細胞如何免受病毒侵害，仍有很多不確定因素，我們很高興能進一步探索。”

　　這些作者將繼續這項研究工作，構建一種小鼠模型，使他們能夠進一步研究哺乳動物干細胞中AviD的影響和重要性。