葡萄糖:对抗年度季节性流感的潜在新靶点
12月15日,在新奥尔良举行的美国细胞生物学学会(ASCB)年会上,一项研究表明,减少葡萄糖代谢可以降低实验室细胞培养中的流感病毒感染,为对抗季节性流感提供了一种全新的方法。
虽然每年的流感疫苗是基于美国疾病控制中心(CDC)对每个流感季节最广泛传播的病毒的预测,但新方法针对所有流感病毒的一个代谢需求:葡萄糖.
北卡罗莱纳大学格林斯博罗分校的Amy Adamson博士和Hinissan Pascaline Kohio博士说,减少病毒的葡萄糖供应削弱了微生物感染宿主细胞的能力。
发烧、疼痛和其他流感病毒感染的痛苦折磨着每年5%到20%的美国人。虽然流感对大多数患者来说通常不会危及生命,但1918年的西班牙流感大流行表明,流感病毒可以演变成致命的病原体,并在全球范围内传播。由于流感病毒通过突变和基因交换不断变化,疾病控制与预防中心每年都要重新配制流感疫苗
但要感染细胞流感病毒依赖于细胞自身蛋白质的作用,所以减缓病毒感染的另一种策略是针对病毒的基本需求,例如,它们对细胞葡萄糖的依赖。亚当森和Kohio博士证明,在实验室培养的哺乳动物细胞中,可以通过改变葡萄糖代谢来控制甲型流感感染。
当流感病毒最初感染细胞时,病毒被限制在一个内吞囊泡中,病毒蛋白HA和M2利用囊泡内的酸性环境将病毒脂膜与囊泡的脂膜融合,然后将病毒基因组释放到细胞质中。介导这些重要病毒过程的酸性pH值是由细胞的液泡型H+ atp酶(v - atp酶)质子泵建立和维持的。研究人员发现,这种依赖性可以用来控制感染的成功。
亚当森和Kohio博士提高了实验室细胞培养中的葡萄糖浓度,流感感染率随之上升。用一种抑制葡萄糖代谢的化学物质处理病毒细胞,显著减少了实验室培养中的病毒复制。研究人员还证明,只需添加ATP(细胞反应的主要能量来源),就可以使感染恢复到较高水平,而不需要葡萄糖。
仔细观察,他们发现较高水平的葡萄糖促进了v - atp酶质子泵的组装,该质子泵驱动A型流感病毒基因组释放到细胞质中,细胞质是细胞的内部水环境。
当Adamson博士和Kohio博士向细胞培养物中添加葡萄糖抑制剂时,分子泵的组装被抑制了。他们得出结论,病毒感染与v - atp酶泵的组装密切相关,这种依赖性可以用来操纵感染的成功。
具体来说,它们能够通过降低葡萄糖水平来分解v - atp酶,从而抑制细胞的病毒感染。此外,它们通过糖酵解(葡萄糖分解代谢的初始途径)的化学抑制剂处理细胞来抑制感染。相反,细胞的流感病毒感染可能通过给予而增加细胞研究人员在杂志上报告说,葡萄糖含量高于正常水平病毒学,http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23876457.
研究人员通过控制来降低病毒感染的容易程度血糖水平因此,v - atp酶活性提示了一种抑制流感病毒感染的新策略。
“综上所述,我们建议改变葡萄糖代谢可能是一种抑制流感病毒感染的潜在新方法,”亚当森博士和Kohio博士说。
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