主图：寨卡病毒（浅蓝色）入侵正在发育中大脑的三维图像。图片提供者Max Salick和Nathaniel Kirkpatrick/诺华
全球有数百位孕妇因为感染了寨卡病毒而导致出生的婴儿患上小头症或其它脑部发育缺陷。这种病毒专门攻击胚胎发育中负责形成神经及大脑组织的细胞。之前的研究表明寨卡病毒是通过神经祖细胞（也称NPCs）表面的特定蛋白AXL的介导来进入细胞内部的，但由哈佛大学干细胞研究中心(HSCI)和诺华的科学家合作的新的研究发现这并不是寨卡病毒感染NPCs的唯一途径。
虽然AXL是被广泛认可的病毒入侵通道，但科学家们发现即使NPCs表面不产生AXL受体蛋白，寨卡病毒一样能够进入其中。
Kevin Eggan是HSCI 课题组组长、哈佛大学干细胞和再生生物学教授，同时也是《干细胞》（Cell Stem Cell）上一篇相关论文的共同通讯作者，他说：“我们的发现调整了这一研究领域默认观点，因为它提醒我们还要继续探索究竟寨卡病毒是如何侵入到神经祖细胞内部的。”
论文的另一位通讯作者、诺华生物医学研究中心（NIBR）高级神经科学研究员Ajamete Kaykas赞成Kevin Eggan的观点，同时他补充说：“让整个研究领域的科学家认识到仅仅关注于AXL这一个蛋白，是无法战胜寨卡病毒的，这一点意义非常重大”
之前的研究发现如果能够抑制AXL受体蛋白的表达就能抵御病毒对多种人体细胞的攻击。同时鉴于AXL在NPCs细胞上有大量表达，所以不少实验室的研究都假设AXL是寨卡病毒攻击处于发育中的大脑的特定路径。
“我们原来以为被敲除AXL蛋白表达基因的NPCs细胞不会被寨卡病毒感染”，但文章共同第一作者、NIBR博士后研究员Max Salick说：“最终的研究结果发现这些细胞被病毒感染的概率和普通细胞没有差异。”
图说：诺华研究员Ajamete Kaykas (右) 和 Max Salick (左)发现寨卡病毒有多种途径能够侵入正在发育的人类神经细胞。
拍摄：PJ Kaszas。
在一个专门进行传染性疾病研究的实验室中，科学家们将二维培养的已经敲除AXL基因的人类NPCs细胞暴露于寨卡病毒的环境中，接着他们又将三维培养的类似小型大脑模型的同样的NPCs细胞也暴露其中。观察实验结果显示，两组细胞都被寨卡病毒感染。这一结果和先前另一个使用大脑AXL基因敲除小鼠进行实验结果一致。
“这些类似器官的三维细胞模型是研究小头症和其他发生于早期但对大脑发育有显著影响的疾病的最佳模型”，Kaykas说：“在最初的几个月里，这个器官模型完整重现了大脑早期发育的过程。”
历史上，对人类的NPCs细胞进行研究一直是实验室的一个难题，因为这种细胞只有通过破坏大脑组织才能获得。但随着多能干细胞诱导(iPS cell)技术的发展，科学家已经能让人体内的任何一种细胞去分化，回复到干细胞的状态，所以现在科学家在培养皿中就能培养过去这种难以获得的细胞。
哈佛大学博士后研究员、文章共同第一作者Michael Wells说：“研究团队在制造出多能干细胞之后，又通过基因编辑技术对细胞进行修饰，敲除AXL表达的相关基因。”随后科学家诱导多能干细胞向NPCs方向定向分化，并培养出二维和三维的细胞模型，观察其被寨卡病毒感染的情况。
哈佛大学和NIBR合作的研究团队今年4月中旬才开始开展和寨卡病毒相关的研究，但仅仅6个月之后就有研究成果公开发表。这一不同寻常的速度也反映出了全球应对寨卡病毒传播的紧迫性，目前已经有70多个国家和地区发现寨卡病毒流行。
“在项目开始的时候，我的妻子也怀孕了”， Eggan强调：“每天看新闻报道的时候我们的心情都是非常紧张的。”
这个合作的火花最初是在麻省理工大学Broad研究院和哈佛大学Stanley精神疾病研究中心之间产生的。Eggan是Stanley干细胞研究的负责人，他的实验室已经开发了用于研究运动神经元和精神疾病的NPCs细胞培养系统，而诺华的研究团队之前也开发了类器官样模型用于复杂结节性硬化症和其他遗传性神经疾病的研究，所以双方就结合到了一起。
“我们都对寨卡病毒的研究很感兴趣”，Eggan说：“这是一个非常棒的合作，不论是公开还是私下进行的。”
这个研究使得大家认识到其他受体蛋白也有可能成为寨卡病毒入侵的通道，希望这个基础研究最终能为抵御病毒入侵的疫苗或者治疗药物的开发提供帮助。
Reference
作者：Eric Bender&Hannah Robbins
来源：NERD Blog
图片来源:Max Salick和Nathaniel Kirkpatrick/诺华;
PJ Kaszas
