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“劫持"神经元以攻击大脑,狂犬病毒是如何做到的?

狂犬病病毒会导致大脑急性炎症,并产生精神失常和暴力攻击倾向的病症。在无法及时获得疫苗情况下,这些能够导致身体内器官瘫痪的病毒,常常是致命的。每年约有5万5千人死于狂犬病。虽然狂犬病也有个别治愈病例,但是目前仍然认为狂犬病的死亡率几乎为100%。

特拉维夫大学的科学家们,首次发现了该致命病毒进入神经中枢系统、爆发毒力并导致病症发生的确切机制。研究工作由特拉维夫大学医学院和神经学院的伊兰·佩尔森(Eran Perlson)、沙尼·格鲁斯凯(Shani Gluska)博士牵头,并和德国弗里德里希·吕佛勒研究所合作共同完成,研究结果于今年10月6日发表在《美国公共科学图书馆期刊•病原体》(PLoS Pathogens)上。

“狂犬病病毒不仅劫持神经系统的组织,还会操纵它们,使其运作的更快,”佩尔森博士说。“我们在研究结果中表明了,狂犬病病毒是通过结合神经生长因子受体,进而进入周围神经的。而这种受体本来是为保持神经元健康服务的,我们命名其为p75。与正常情况不同的是,狂犬病病毒结合该受体后,其转运的速度会非常快,甚至超过了那些常常在神经元之间穿梭、保持神经元健康的内源性配体的转运速度。

比超速行驶的列车还要快

为了跟踪狂犬病病毒在神经系统中的路径,研究人员在可视的器皿中培养小鼠的感觉神经元,并用活细胞成像技术来追踪狂犬病病毒颗粒在其中迁移的路径。研究人员观察到,病毒“劫持”了神经元细胞间传递细胞组分的“列车”,并把它直接“驶入了”脊髓中。一旦进入到脊髓,狂犬病病毒就可以“乘坐”通往大脑的“列车”了。到达大脑后,它可以在高速扩散到全身之前就造成严重的破坏,逐一地使身体器官的丧失功能,而导致宿主的死亡。

中枢神经系统外周的神经细胞或者神经元,是高度不对称的。从胞体伸出的一个长轴突,会按照一个方向延伸到另一个神经细胞或者器官处。这样的结构,除了传递电冲动以外,也会运输一些其它分子物质。

“轴突的运输过程非常精细,而且对于神经元的生存是至关重要的,当其被中断,就会导致神经退行性疾病,”佩尔森博士说道。“了解如狂犬病病毒操控这些结构的运作机制,可能在今后会帮助我们重建这一过程,甚至是依照我们的治疗需要,对其进行操控。

“劫持”这个“劫持者”

“有一个诱人的假设是,通过使用与狂犬病病毒类似的机制,把药物或者基因送入神经系统,”佩尔森博士补充道。研究者通过揭示狂犬病病毒是如何劫持神经细胞的运输系统、并最高速且高效的到达其目的组织的,希望他们的这个发现,能够帮助科学家们控制神经运输系统,进而能够治疗狂犬病和其它神经退行性疾病。

神经“运输列车 ”系统的中断,也会导致神经退行性疾病的发生,例如阿尔茨海默症、帕金森病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS。佩尔森博士认为,“对神经‘运输列车’的进一步认知,能够引导出一些治疗此类疾病的新方法。”


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