寨卡病毒可通过多种途径进入人类神经细胞发育

在世界各地，感染寨卡病毒的数百名妇女已生下患有小头畸形或其他大脑缺陷的孩子，因为这种病毒会攻击负责产生神经元并随着胚胎发育而建立大脑的关键细胞。研究表明，寨卡病毒通过抓住细胞表面一种叫做AXL的特定蛋白质进入这些细胞，称为神经祖细胞或NPC。现在，哈佛大学干细胞研究所(HSCI)和诺华公司的科学家已经表明，这并不是NPC的唯一感染途径。

科学家证明，即使细胞未产生AXL表面受体蛋白，寨卡病毒也感染了NPC，而AXL表面受体蛋白被普遍认为是该病毒的主要入侵载体。

哈佛大学干细胞与再生生物学教授，HSCI首席教授凯文·艾根(Kevin Eggan)表示：“我们的发现确实重新校准了这一研究领域，因为它告诉我们我们仍然必须去探索Zika如何进入这些细胞。”大学，及其共同通讯作者在一篇论文中报道了细胞干细胞的研究。

诺华生物医学研究所(NIBR)的神经通讯高级研究员，共同通讯作者，阿贾梅特·凯卡斯(Ajamete Kaykas)同意：“对于研究界而言，了解仅靶向AXL蛋白并不能抵抗Zika至关重要。”

先前的研究表明，在许多人类细胞类型中，阻断AXL受体蛋白的表达确实可以抵抗病毒。鉴于该蛋白在NPC的表面高度表达，因此许多实验室一直在研究AXL是Zika在发育中的大脑的切入点的假说。

NIBR博士后研究员，论文的第一作者，第一作者Max Salick说：“我们认为不含AXL的基因敲除的NPC不会被感染。” “但是我们看到这些细胞被感染的程度与正常细胞一样多。”

在致力于传染病研究的设施中，科学家将AXL基因敲除的人类NPC的二维细胞培养物暴露于Zika病毒。他们随后将含有此类NPC的三维微型大脑“有机体”暴露于病毒。在这两种情况下，细胞清楚地显示出寨卡病毒感染。这一发现得到了一项较早研究的支持，该研究敲除了小鼠大脑中的AXL。

凯卡斯说：“我们知道类器官是小头畸形和其他情况的好模型，它们在发育初期就表现出来，并具有非常明显的作用。” “在头几个月，类器官在概括正常的大脑发育方面做得非常好。”

从历史上看，人类NPC很难在实验室中研究，因为在不损坏脑组织的情况下不可能获得样本。随着诱导多能干细胞(iPS cell)技术的发展，这种细胞重编程过程使研究人员能够哄骗体内的任何细胞回到干细胞样状态，研究人员现在可以在皮氏培养皿中生成这些以前难以接近的人体组织。

哈佛大学博士后研究员，共同第一作者，迈克尔·威尔斯说，该团队能够产生人类iPS细胞，然后使用基因编辑技术修饰细胞以敲除AXL表达。科学家推动iPS 细胞成为NPC，建立感染了寨卡病毒的二维和三维模型。

哈佛大学/ NIBR的合作者于2016年4月中旬开始研究该病毒，距离他们发表研究结果只有六个月。由于病毒已经传播到70多个国家和地区，这种非同寻常的研究速度反映了寨卡病毒全球挑战的紧迫性。

“从这个项目的开始，我的妻子就怀孕了，”艾根说道。“一个人如果不关心就不会看报纸。”

合作的产生源于麻省理工学院广泛研究所和哈佛大学斯坦利精神病学研究中心之间的互动，埃甘负责干细胞计划。他的实验室已经开发出细胞培养系统，用于研究运动神经元和精神疾病中的NPC。诺华研究小组已经创建了大脑类器官，用于研究结节性硬化症和其他遗传性神经疾病。

Eggan说：“寨卡问题似乎是我们可以产生影响的一个大问题，我们所有人都对此抱有同样的兴趣。” “能有这种公开的私人合作真是太好了。”

研究人员正在研究可能会感染寨卡病毒的其他受体蛋白，希望他们的基础研究最终将有助于寻求开发能抵抗这种病毒的疫苗或其他药物。

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