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狂犬病是如何引起攻击性的?

健康 89xy 3周前 (10-05) 19次浏览

狂犬病是一种病毒性疾病,以其通过使受感染的宿主具有攻击性来改变其行为的能力而闻名。其潜在的生物学机制尚不确定,但科学家们现在开始在分子水平上解释病毒是如何工作的。

狂犬病是如何引起攻击性的?

研究人员调查了狂犬病的潜在机制,以及为什么它会使感染它的宿主具有攻击性。

狂犬病病毒攻击宿主的中枢神经系统,在人类中,它可以引起一系列使人虚弱的症状——包括焦虑和困惑、部分瘫痪、焦虑、幻觉,以及在最后阶段,一种称为“狂犬病”或对水的恐惧的症状。

狂犬病导致受影响的个人一看到水就惊慌失措,拒绝喝水。这些严重的症状通常会导致死亡。

虽然狂犬病可以通过接种疫苗来预防,但非洲和亚洲的贫困人口往往没有必要的资源来遏制这种病毒。事实上,世界卫生组织(世卫组织)表示,这些大陆的狂犬病病例占全球因这种疾病死亡的95%。

尽管自19世纪初以来,人们一直在专注地研究狂犬病,但这种病毒“劫持”大脑并经常使受感染的宿主陷入疯狂攻击状态的机制在很大程度上尚不清楚。

现在,阿拉斯加费尔班克斯大学的一组研究人员揭示了病毒如何在分子水平上改变宿主的行为。

“许多感染因子会改变宿主的行为,但我们不明白它们是如何做到的,”该研究的主要作者卡斯滕·休弗博士解释说。“我们的研究第一次提供了一个详细的分子机制,来解释感染因子是如何诱导特定行为的。”

Hueffer博士和他的同事在《科学报告》杂志上发表了他们的研究结果。

病毒与肌肉受体相互作用

科学家解释说,狂犬病如此有趣的一个原因是,尽管它的基因组成相对简单,但它可以用无限复杂的系统对动物进行壳休克,比如狗。

Hueffer博士解释说,“狂犬病病毒只有五个基因,信息非常少。狗有20000多个基因,具有复杂的免疫和中枢神经系统。”

“然而,这种病毒可以重新编程狗的行为,使它失去恐惧,变得好斗和咬人,从而使病毒通过狗的唾液传播。”

卡斯滕·休弗博士

然而,他还指出,“这种行为比病毒本身更容易研究”,因为狂犬病只以微妙的方式影响大脑。

在他们的研究中,研究人员还研究了20世纪80年代和90年代的早期发现,这些发现显示了这种病毒的分子是如何与烟碱乙酰胆碱受体(或对神经递质乙酰胆碱作出反应的蛋白质)结合的,从而影响肌肉控制。

该研究显示了病毒的糖蛋白分子如何与乙酰胆碱受体分子结合,乙酰胆碱受体分子除了影响支配肌肉控制的信号通路之外,还意味着它们也可以复制并感染大脑。

最近的研究还表明,狂犬病中的糖蛋白分子含有一系列氨基酸,与蛇毒中的氨基酸序列非常相似。

这些氨基酸作为烟碱乙酰胆碱受体的抑制剂。

狂犬病“抑制大脑中的受体”

Hueffer博士和他的同事Marvin Schulte博士(专门研究尼古丁受体)将这些现有的发现联系起来,他们发现狂犬病糖蛋白中氨基酸的特性可能是影响宿主感染病毒后疯狂行为的关键。

“我们知道在大脑中也发现了与肌肉中的病毒结合的烟碱乙酰胆碱受体,我们推测病毒也可以与这种受体结合,”Hueffer博士说。

“如果蛇毒具有与病毒部分相似的结构,并抑制这些受体,”他继续说,“我们认为病毒可能也能抑制大脑中的这些受体。此外,我们认为这种互动会影响行为。”

在发现这种可能的联系后,Hueffer博士和另一位同事迈克尔·哈里斯博士在老鼠身上进行了一系列实验,以检验他们的假设。

“病毒在感染的早期阶段聚集在脑细胞之间的空间。这些空间是脑细胞交流的地方,”哈里斯博士解释道。

“我们认为,”他补充说,“如果病毒能结合到这些空间的受体上,改变脑细胞正常的交流方式,病毒就能改变受感染动物的行为。”

其中一项测试包括将狂犬病糖蛋白注射到小鼠大脑中,以观察这会产生什么影响。研究人员注意到,注射后,动物变得明显更加焦虑。

正如哈里斯博士解释的那样,“当我们将这一小块病毒糖蛋白注射到小鼠大脑中时,小鼠开始比注射对照的小鼠跑得更多。这种行为也可以在感染狂犬病的动物身上看到。”

根据Hueffer博士和他的团队的说法,这是第一次提出实验证据来显示狂犬病如何与神经系统中的其他细胞相互作用,以诱导一种改变的行为,这种行为决定了被感染的宿主如何帮助传播病毒。


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