揭示干細(xì)胞抵抗病毒感染策略

身體中的大多數(shù)細(xì)胞已確定了它們的身份，不論是腦細(xì)胞、心臟細(xì)胞，還是任何其他的分化細(xì)胞（differentiated cell）。干細(xì)胞是不同的：它們并沒(méi)有呈現(xiàn)出最終形態(tài)。它們能夠通過(guò)分裂產(chǎn)生更多的干細(xì)胞，或者根據(jù)需要進(jìn)行分化。 在過(guò)去的40年里，科學(xué)家們對(duì)干細(xì)胞的另一個(gè)有趣的現(xiàn)象感到困惑：它們具有非常強(qiáng)的病毒抵抗能力。美國(guó)洛克菲勒大學(xué)病毒學(xué)教授Charlie M. Rice團(tuán)隊(duì)和其他人近期開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)著重關(guān)注登革熱病毒、HIV和寨卡病毒等病毒：干細(xì)胞能夠?qū)⑦@些病毒全部拒之門外。但是干細(xì)胞在分化期間會(huì)喪失它們的這種抵抗病毒的非凡能力。

在一項(xiàng)新的研究中，Rice團(tuán)隊(duì)針對(duì)干細(xì)胞如何讓它們自身免受病毒感染提出了一種新的解釋：干細(xì)胞始終保持高度警惕，采取先發(fā)制人的防御措施---其他細(xì)胞僅當(dāng)病毒發(fā)動(dòng)攻擊時(shí)才會(huì)采用這種保護(hù)手段。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年1月25日的Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Intrinsic Immunity Shapes Viral Resistance of Stem Cells”。

論文**作者、Rice實(shí)驗(yàn)室博士后研究員Xianfang Wu利用干細(xì)胞制造肝細(xì)胞，并研究肝炎病毒感染，從中偶然發(fā)現(xiàn)一種線索：干細(xì)胞和肝細(xì)胞使用不同的病毒防御機(jī)制。

身體中的大多數(shù)細(xì)胞通常都會(huì)保持一種相對(duì)較低的警戒狀態(tài)，僅當(dāng)它們檢測(cè)到病毒入侵時(shí)，它們才會(huì)產(chǎn)生一種被稱作干擾素的分子。干擾素促使這些細(xì)胞在抵抗病毒感染中取得成功，而附近的細(xì)胞對(duì)產(chǎn)生的干擾素作出反應(yīng)，激活數(shù)百個(gè)抵抗病毒感染的基因。比如，這些基因能夠促使這些細(xì)胞招募免疫細(xì)胞來(lái)提供保護(hù)，或進(jìn)行自殺。

然而，Wu觀察到干細(xì)胞持續(xù)地激活許多這樣的抗病毒基因，即便附近不存在干擾素時(shí)，也是如此，而其他的細(xì)胞當(dāng)對(duì)干擾素作出反應(yīng)時(shí)才會(huì)激活這些抗病毒基因。干細(xì)胞一直處于高度戒備的狀態(tài)。

Wu隨后在多種干細(xì)胞類型中證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)，包括來(lái)自胚胎的干細(xì)胞，人們?nèi)藶橹圃斓母杉?xì)胞以及通常位于胰腺、大腦或骨髓中的干細(xì)胞。隨著這些干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為最終的分化細(xì)胞類型，它們沉默這些抗病毒基因。Wu是在人體細(xì)胞中觀察到這種現(xiàn)象的，但是他也核對(duì)了來(lái)自小鼠和黑猩猩的數(shù)據(jù)，結(jié)果也觀察到相同的情形。

為了證實(shí)這些抗病毒基因確實(shí)在保護(hù)干細(xì)胞，Wu著重關(guān)注一組被稱作IFITM的抗病毒基因。它們編碼阻止病毒入侵細(xì)胞的蛋白，并且通常在干細(xì)胞中處于激活狀態(tài)。當(dāng)Wu剔除干細(xì)胞中的IFITM基因時(shí)，它們?nèi)菀自馐艿歉餆岵《尽⒘鞲胁《尽⑽髂崃_河病毒和寨卡病毒感染。 這意味著細(xì)胞有兩種防御模式，這取決于它們是否是干細(xì)胞。常規(guī)的分化細(xì)胞僅當(dāng)病毒入侵和干擾素信號(hào)產(chǎn)生后，才會(huì)讓它們的防御能力**化。干細(xì)胞總是忽視干擾素，讓它們的抗病毒系統(tǒng)一直在運(yùn)轉(zhuǎn)。

后者似乎是一種很好的策略，那么分化細(xì)胞為何不能持續(xù)地保持它們的防御能力呢？Rice認(rèn)為細(xì)胞同時(shí)展示它們的所有防御措施是一個(gè)壞主意。這將會(huì)讓附近的病毒有機(jī)會(huì)應(yīng)對(duì)細(xì)胞防御措施，可能導(dǎo)致罕見(jiàn)的遺傳上不同的病毒產(chǎn)生，這些病毒能夠克服這些防御，從而導(dǎo)致疾病產(chǎn)生。Rice指出，對(duì)常規(guī)的可替換的細(xì)胞來(lái)說(shuō)，**是它們僅當(dāng)需要時(shí)才會(huì)作出抗病毒反應(yīng)。

Rice說(shuō)，這樣的知識(shí)可能有朝一日導(dǎo)致醫(yī)療應(yīng)用。比如，它可能有助于人們開(kāi)發(fā)出更好的藥物來(lái)激活遭受感染的人群中的抗病毒反應(yīng)。它也可能啟發(fā)人們開(kāi)發(fā)出協(xié)助人體免疫系統(tǒng)抵抗癌癥的療法，或者利用病毒療法攻擊癌癥干細(xì)胞。