新型冠状病毒家族史基本查过,与蝙蝠冠状病毒序列同一性达到96%。此外,还有马尔堡、埃博拉、帕尼、亨德拉等致命病毒。,全部来自蝙蝠!蝙蝠是怎么变成“毒罐”的?你怎么没事了?本期#图图为你讲述#科普蝙蝠与病毒的故事。但是别忘了,蝙蝠和人类没有任何关系。有些人无法守口如瓶,导致病毒危害世界。这不是蝙蝠的错!
在人类历史上,由病毒引起的传染病层出不穷。然而,这些致命的病毒对同样是哺乳动物的蝙蝠几乎没有影响。在这方面,蝙蝠简直就是一种“超级哺乳动物”——蝙蝠携带高致病性病毒,如埃博拉病毒、马尔堡病毒、亨德拉病毒、尼帕病毒、SARS病毒等,但没有疾病症状。
在人类和其他哺乳动物中,如果免疫系统对病原体和其他致病病毒反应过度,可能会导致严重的疾病。例如抗病毒免疫信号通路-Sting通路的激活与严重的自身免疫性疾病有关。
最近,中国科学院武汉病毒研究所的科学家发现,蝙蝠的STING通路受到抑制。由于这一点,蝙蝠对病毒有足够的抵抗力,而不会引起过度的免疫反应。相关论文发表在2月22日的《细胞宿主与微生物学》杂志上。
细胞质中的游离DNA通常被宿主的先天免疫系统视为潜在的危险信号。来自病毒和细菌及其自身DNA的致病dsDNA可诱导干扰素和其他炎症因子的产生,而细胞质中未消化宿主DNA的过度积累可诱导自身免疫反应。
DNA受体是宿主感受DNA和免疫防御之间的桥梁。STING是许多DNA受体途径下游的关键连接分子。细胞质中的DNA可以激活STING,然后激活干扰素等细胞因子,进而启动机体的免疫反应。STING在细胞DNA传感和免疫防御中起重要作用,在先天免疫和适应性免疫启动中起重要作用。
在蝙蝠中,除了病毒感染产生的细胞质DNA外,飞行生命的代谢需求也会导致DNA损伤,将自身DNA释放到细胞质中。然而,蝙蝠是否有独特的DNA传感/防御机制来平衡高水平的细胞质DNA仍然是一个悬而未决的问题。
本研究表明蝙蝠的干扰素活性途径有一定程度的减弱,这是由STING蛋白中高度保守的丝氨酸突变引起的。如果这种突变被逆转,干扰素活性途径将被激活,病毒活性将被抑制。
蝙蝠是许多病毒的宿主。在人类等哺乳动物中,传染性细胞质DNA可以增强DNA敏感性,强烈激活干扰素信号。本研究表明,在蝙蝠中,依赖于STING信号的干扰素活性途径被抑制。这是由于DNA受体的STING蛋白上的丝氨酸位点失活。这些丝氨酸位点在进化中高度保守,具有重要的功能。
来源:细胞宿主和微生物
在迄今为止发现的细胞质DNA受体中,cGAS是一种无处不在且必不可少的DNA受体,它能在受到DNA刺激后产生环状GMP-AMP (cGAMP),进而结合并激活IFN基因的刺激因子STING。STING被激活后,可以募集TBK1蛋白并与之结合,然后导致STING和IRF3被TBK1磷酸化,最终触发I类IFN的产生。如果STING的磷酸化位点(丝氨酸358或丝氨酸366)突变为丙氨酸,可以显著削弱其激活下游干扰素的能力。
本研究中,bat细胞中STING通路的活性降低,但并未完全失活。该论文的通讯作者之一周鹏说:“蝙蝠和它们携带的病原体之间存在某种平衡。为了维持这种平衡,蝙蝠体内的一些信号机制可能已经进化成了抑制状态。”这一发现有助于研究人员理解蝙蝠如何微调其免疫系统以有效对抗病毒。
作者认为,蝙蝠免疫系统防御策略的演变可能与蝙蝠的生物学特性密切相关:会飞的哺乳动物、寿命长、多种病毒的宿主。为了适应飞行,蝙蝠体内先天免疫和DNA损伤修复的基因可能会被积极选择,从而导致一些抗病毒途径的活性发生变化,从而使蝙蝠成为一个很好的病毒宿主,与它们生活在平衡之中。此前,已有报道称蝙蝠的其他DNA受体(如TLR9、IFI16和AIM2)也有独特的变化。这些发现可以帮助人们更好地理解蝙蝠生物学特性的独特性。
本研究中使用的蝙蝠样本是在中国咸宁太乙洞捕获的大卫鼠耳蝙蝠和中国菊头蝙蝠,以及在澳大利亚南部昆士兰州捕获的中央飞狐。
参考文献:
谢等人。艾尔。,抑制蝙蝠的斯汀依赖性干扰素激活。谢等,2018,细胞宿主与微生物23,1–5
丁亮等,一种新的细胞质DNA受体途径:cGAS-STING。生物化学与生物物理学进展,2014,41(9): 830~838
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