科學家發現抑制唇皰疹病毒傳播的分子
研究人員開發出一種分子,它能有效抑制一種在人類體內傳播單純皰疹病毒的酶。他們說,他們的發現可能會為單純皰疹病毒感染和其他病毒,以及依賴這種酶傳播的疾病(如癌症)帶來新的治療方法。
許多成年人都感染過1 型單純皰疹病毒(HSV-1),這是一種終身性疾病,通常表現為惱人的唇皰疹,但也有可能導致更嚴重的腦部或眼部感染,儘管這種情況很少見。以前的研究已提出證據,證明肝聚醣酶(HPSE)與HSV-1、其他病毒和癌症的傳播有關。
硫酸肝素存在於每個組織的細胞外基質(ECM)和幾乎每個細胞的表面,負責調節細胞與細胞之間的相互作用並維持ECM 的健康。已知唯一能分解或裂解硫酸肝素的酶是HPSE。正常情況下,它以受控方式進行分解,釋放出身體其他部位生物過程所需的分子。但是,硫酸肝素也在許多病毒(包括HSV-1)的細胞進入和釋放過程中發揮作用,HPSE 的過度表達和不受控制的硫酸肝素裂解會導致細胞異常活化和嚴重的組織損傷。
由於HPSE 在協助病毒和癌症傳播方面的作用,研究人員一直致力於開發一種抑制HPSE 的方法。現在,伊利諾伊大學芝加哥分校領導的研究人員發現了一種抑制HSV-1 傳播的分子,使我們離有效治療病毒和癌症更近了一步。
該研究的通訊作者迪帕克-舒克拉(Deepak Shukla)說:”我們展示了這種抑製劑對皰疹病毒的作用,但它有可能用於各種疾病。”
在之前的一項研究中,研究人員確定了HSV-1 如何調節硫酸肝素的合成以優化感染和病毒傳播。在目前的研究中,他們設計並合成了不同的醣類,並評估了它們抑制HPSE 活性的能力。醣類是碳水化合物的組成單位,根據組成它們的單體數量進行分類。例如,兩個單醣(單醣)結合在一起就形成了雙醣,而寡糖則包含2 到10 個單醣。
由於HSV-1 可引起眼部皰疹或皰疹性角膜炎(一種眼部角膜感染),研究人員對感染了病毒的人類角膜上皮細胞進行了各種糖的測試。在感染HSV-1 之前或同時給予這些化合物,他們發現,使用六糖和八糖處理後,樣本中的細胞外病毒數量大幅減少,病毒傳播也受到抑制。
在檢查用這些糖處理過的細胞時,研究人員觀察到表面硫酸肝素的水平大幅提高,與未感染HSV-1的細胞相似。研究人員還發現,細胞的遷移能力明顯增強,這表明傷口癒合能力有所提高,研究人員認為這是六糖和八糖的抗病毒活性所致。
根據研究結果,研究人員得出結論,這些糖化合物具有雙重作用模式,既能阻止病毒進入細胞,又能阻止病毒釋放。
由於HPSE 在促進細胞存活的活動中發揮作用,以往開發HPSE 抑製劑的嘗試都遇到了毒性問題。在這裡,研究人員沒有發現有效化合物對角膜細胞有毒性的證據。此外,HPSE 抑製劑通常是一種肝素類藥物,用於防止血液凝固,因此可能導致出血。由於研究人員使用的六糖和八糖不含有對激活肝素抗凝活性至關重要的雙醣單位,因此出血不是問題。
研究人員說:”抑制角膜細胞中的HPSE 對傷口癒合和調節眼部炎症非常重要。總之,這些觀察結果表明,HPSE抑製劑可以防止病毒釋放並隨後擴散到其他細胞和組織”。
研究人員說,在他們的HPSE抑製劑準備用於臨床之前,還有很多工作要做。儘管如此,這是開發治療HSV-1、其他病毒和癌症的新型療法的重要一步。
這項研究發表在《Angewandte Chemie》雜誌上。