JMT日本医疗——复古病毒的遗传基因也能起到预防脑部霉菌感染的作用

点击量：5544   日期：2023-11-07 10:58    编辑：JMT日本医疗

日本东京医科齿科大学于2023年10月20日发表消息称，来自功能未知的逆转录病毒的RTL9/SIRH10基因，在哺乳动物脑中的真菌感染防御中发挥了重要的功能。这项研究是由该大学名誉教授石野史敏（现统合研究机构非常勤讲师、原难治疾病研究所Epgenertix领域教授）的研究小组和难治疾病研究所未来基因组研究开发支援室以及东海大学客座教授金儿-石野知子（原医学部教授）的研究小组共同研究得出的。研究成果在线刊登在《International Journal of Molecular Sciences》上。

 

在人类基因组中，有9%的内在性逆转录病毒（HERV）来源于过去感染的逆转录病毒。长期以来被认为是“基因组垃圾”，但在21世纪之际发现的来自病毒的syncytin、PEG10、PEG11/RTL1是胎盘形成的必需基因。由于作为人的基因可能具有重要的功能，因此近年来病毒来源的基因所具有的功能备受瞩目。

 

研究小组通过多年的共同研究，推进了含有PEG10、PEG11/RTL1的逆转录病毒GAG基因来源的11个RTL/SIRH基因群的功能阐明，明确了除了胎盘以外还与脑的功能有关。在2022年，RTL5/SIRH8和RTL6/SIRH3在脑中唯一的免疫细胞微缩蛋白中表达，作为细菌和病毒的防御机制发挥着重要的作用。该研究表明，这些基因利用病毒来源的基因作为保护大脑不受病原体侵害的自然免疫工具。

 

以Toll-like受体（TLR）为中心的自然免疫系统，具有诱导与霉菌、细菌、病毒等不同病原体对应的免疫反应的功能，广泛保存在动物界。研究小组在RTL9/SIRH10和RTL5/SIRH8、RTL6/SIRH3的研究中发现，哺乳动物通过将病毒来源的GAG基因再用于对不同病原体的感染防御，在自然免疫系统中增强了自身的防御功能。

 

RTL9在微创细胞的溶菌酶中表达，在小鼠中确认

 

RTL9/SIRH10基因仅存在于人类、小鼠等哺乳动物中被称为真兽类的组中，在生物进化上高度保存，预计具有某种重要的功能，但存在基因的表达量非常低的问题。

 

因此，研究小组为了进行蛋白质的动态分析，制作了结合荧光蛋白质mCherry的RTL9蛋白质的敲入（KI）小鼠，明确了在新生仔期的脑中表达。以高倍率进行观察的结果，RTL9在微创细胞的溶菌酶中表达得到了确认。

 

存在于微球细胞中的RTL9，对真菌的自然免疫反应起重要作用

 

向大脑注入真菌细胞壁zymosan后，20～30分钟后在与RTL9的定位一致的地方观察到信号，60分钟后分解消失。但是，由于该分解反应在Rtl9敲除（KO）小鼠中不发生，因此确认RTL9在zymosan的分解反应中起着必须的功能。从这些结果可以得出结论，RTL9蛋白存在于脑微缩细胞中，是对霉菌的自然免疫反应起重要作用的基因。

 

已知霉菌对大脑的感染会引起严重的疾病，这与微缩胶质的功能有很大关系。该基因对哺乳动物的大脑具有重要的保护功能，因此在进化上被认为保存得很高。

 

为了从基因上理解人类，需要阐明功能未知的病毒来源基因

 

从逆转录病毒中获得的基因给哺乳动物带来了什么这一点是整个RTL/SIRH基因研究的主题，但本次研究表明，3个RTL/SIRH基因在大脑对细菌、病毒和真菌的自然免疫中起着重要的功能。在哺乳动物的进化中，对这些病原体的防御功能占有非常重要的位置，为了强化而利用了来自逆转录病毒的基因。

 

“这是一个完全出乎意料的来自逆转录病毒GAG的基因信息，通过分析其功能才发现的事实。在人类和哺乳动物的基因组中，还有很多来自功能未知的病毒的基因候补。为了从基因中理解人类，我们进入了这个未知领域。”研究小组说。

 

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