解析古老病毒蛋白三维结构,为疾病治疗开辟新途径
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人类基因组中潜藏着远古病毒的遗传痕迹,约占我们DNA的8%,这些被称为“人类内源性逆转录病毒”(HERVs)的片段,曾被视为“基因组暗物质”。近期,一项由拉霍亚免疫学研究所(LJI)领导的研究,成功解析了HERV-K家族蛋白的三维结构,这一突破性进展为理解和治疗癌症、自身免疫性疾病等多种疾病带来了新的希望。
这项发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的研究,首次揭示了HERV-K包膜糖蛋白(Env)的精细结构。HERV-K是目前已知最活跃的HERV类型之一。研究团队通过引入稳定性修饰并运用冷冻电子显微镜技术,成功捕捉到了该蛋白在感染前、感染过程中以及与抗体结合等关键状态下的三维图像。与人类免疫缺陷病毒(HIV)和猿免疫缺陷病毒(SIV)的包膜蛋白相比,HERV-K Env展现出一种独特的高挑、纤细的三聚体结构,其折叠方式也与众不同,这为理解其演化路径和生物学功能提供了重要线索。
拉霍亚免疫学研究所的总裁兼首席执行官Erica Ollmann Saphire博士表示:“这是首次解析出人类HERV蛋白的结构,也是继HIV和SIV之后,第三个被解析出结构的逆转录病毒包膜蛋白。这项研究为开发新的诊断工具和治疗策略打开了大门。” 该研究的共同第一作者Jeremy Shek博士指出,在许多疾病状态下,如癌症和自身免疫性疾病,这些古老的病毒基因会重新激活并产生病毒片段。
HERV-K Env蛋白的异常表达,尤其是在某些癌细胞表面(如乳腺癌和卵巢癌)的出现,使其成为癌症免疫疗法极具潜力的靶点。研究团队开发的特异性抗体能够精确识别这些癌细胞表面的HERV-K Env蛋白,从而有望实现对癌细胞的精准靶向治疗,同时避免损伤正常细胞。此外,研究还发现,患有类风湿关节炎和狼疮等自身免疫性疾病的患者,其免疫细胞上也会异常表达HERV-K Env蛋白,这表明HERV-K Env可以作为诊断自身免疫性疾病的生物标志物。
通过理解免疫系统如何识别这些病毒蛋白,研究人员有望开发出新的治疗方法,以应对由自身免疫过程引起的疾病。这项研究不仅深化了我们对人类基因组中病毒遗迹的认识,也为攻克重大疾病提供了前所未有的机遇,预示着一个更健康未来的可能性。
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来源
Tom's Hardware
Hidden viruses in our DNA could be medicine’s next big breakthrough
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