HSV найден приблизительно в 90 процентах населения Соединенных Штатов и приводит к герпесу, рецидивирующим глазным инфекциям, генитальным повреждениям, и при энцефалите редких случаев – воспаление мозга, у которого есть 30-процентная смертность (70 – 80 процентов, если оставлено невылеченных). Его тесно связанный вирус, VZV, также вызывает ветряную оспу и опоясывающий лишай.
«Белки, которые мы показали, чтобы быть важными для вирусного оживления, почти исключительно найдены в нейронах, таким образом, они действительно представляют хорошую терапевтическую цель», сказала Анна Клифф, доктор философии, сначала и co-corresponding автор исследования и постдокторант в отделе цитобиологии и физиологии. «Мы знали, что напряжение вызывает вирусное оживление. То, что мы теперь нашли, – то, как напряжение на клеточном уровне допускает вирусное оживление».
Это исследование, изданное в журнале Cell Host и Microbe, проводилось, используя основные нейроны от мышей. Но исследователи сказали, что клеточные включенные пути найдены в человеческих нейронах.«Мы взволнованы возможностью, что этот путь активации напряжения существует в людях», сказал Мохэниш Дешмах, ведущий автор газеты и преподаватель цитобиологии и физиологии в UNC. «Все элементы этих путей найдены в человеческих нейронах.
И мы знаем, что напряжение повторно активирует вирус герпеса простого в людях».HSV, как ранее находили, бездействовал в нейронах. Экспертные знания Дешмаха находятся в выживании нейрона и смерти.
Он задался вопросом, «выбирает» ли HSV нейроны в качестве хозяев, потому что клетки головного мозга – оставшиеся в живых; в отличие от других типов клетки, нейроны очень утомленные от вызова некроза клеток даже если зараженный вирусом.Экспертные знания Клиффа как вирусолог позволили команде Дешмаха заниматься расследованиями, как HSV повторно активирует в нейронах. Как первый шаг, Deshmukh и Cliffe создали экспериментальное испытание, чтобы вынудить вирус пойти скрытый в первичных нейронах мыши в блюде и затем стать повторно активированным.
Это позволило им изучать определенные клеточные пути белка, которые могли быть вовлечены в вирусное оживление.Они задались вопросом, в состоянии ли вирус ощутить, когда нейроны находятся в условиях стресса и активируют путь спасения.
Они сосредоточились на белке под названием JNK, который был связан с напряжением. В блюде нейронов мыши Клифф добавил химикаты, чтобы подражать потере фактора роста нерва, какие нейроны должны остаться здоровыми. Она также использовала кортикостероид – естественный гормон напряжения – который ранее, как показывали, активировал путь JNK и более аккуратную смерть нейрона.«Когда наши тела подчеркнуты, мы выпускаем высокий уровень кортикостероидов», сказал Клифф. «Так, использование его в этом эксперименте было хорошим способом подражать тому, что могло произойти в теле».
Когда они изучили клетки, они нашли, что путь белка JNK – который включает белки под названием DLK и JIP3 – был активирован непосредственно перед тем, как вирус начал оставлять нейроны.«Мы тогда использовали химический ингибитор, чтобы заблокировать путь JNK, чтобы видеть, если то остановленное вирусное оживление», сказал Дешмах, который является членом Центра Нейробиологии UNC. «И это имело захватывающий эффект.
Когда мы подавили JNK, вирус больше не смог повторно активировать».Когда исследователи бросили более близкий взгляд, они нашли, что вирус герпеса может быть повторно активирован даже при том, что вирусная ДНК в нейронах была все еще в подавляемом государстве. Таким образом, гистоны, связанные с вирусной ДНК, не подвергались demethylation – процесс, который позволяет плотно упакованной ДНК становиться более открытой так, чтобы экспрессия гена могла произойти, включая экспрессию гена HSV, которая была точно, в чем нуждался вирус, чтобы быть повторно активированным.
«Большинство ученых, которые изучают геном, было бы удивлено тем открытием», сказал Дешмах. «Отметки метила – эти эпигенетические модификации – должны быть сняты, прежде чем ДНК может быть открыта. И это правда.
Но мы нашли большой случай, где мы видим экспрессию гена даже в присутствии отметок метила».Эксперименты Клиффа показывают, что вирус выяснил способ изменить его хроматин – плотно упакованную ДНК – прямо рядом с отметками метила.
Это происходит фосфорилированием гистона, смежного с отметкой метила.«Вы могли сказать, что метил отмечает акт как тормоза, чтобы отказаться от экспрессии гена», сказал Дешмах. «И это фосфорилирование выпускает тормоза как раз так, чтобы немного вирусной экспрессии гена мог произойти. Это называют выключателем methyl/phospho».Фосфорилирование также зависело от активации пути JNK.
Поэтому эксперименты связывают активированный напряжением путь с очень самыми ранними изменениями вирусной ДНК.Команда Дешмаха нашла, что, как только начальные тормоза ослаблены, полная вирусная экспрессия гена действительно требовала удаления репрессивного гистона methylation, который позволяет вирусу заканчивать процесс оживления. Это, в свою очередь, приводит к полному вирусному формированию вне нейрона.
Оттуда, болезненные состояния, такие как герпес и энцефалит рождаются.Следующий шаг должен установить эту модель инфекции HSV и оживления в человеческих нейронах, которое еще не было достигнуто.
Если это может быть, и если путь JNK крайне важен для вирусного оживления в людях, то могло быть возможно развивать лечение болезней, которые связаны с HSV, а также его тесно связанными вирусами.