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目前 FDA 批准的抗人巨细胞病毒(HCMV)药物存在诸多局限,研究人员开展了针对宿主转录因子热休克转录因子 1(HSF1)与 HCMV 复制关系的研究。结果发现抑制 HSF1 可阻碍 HCMV 复制,这为抗 HCMV 治疗提供了新方向。
人巨细胞病毒(Human cytomegalovirus,HCMV)是一种在人群中广泛流行的 β - 疱疹病毒。它在健康人体内通常悄无声息,但对于免疫力低下的人群,如器官移植受者、化疗患者、艾滋病患者和新生儿来说,却可能是致命的威胁。HCMV 感染后,会引发一系列复杂的临床症状,从传染性单核细胞增多症,到与慢性炎症性疾病、某些癌症都存在关联。
然而,现有的对抗 HCMV 的手段并不理想。目前 FDA 批准的抗病毒药物,像更昔洛韦(ganciclovir)、缬更昔洛韦(valganciclovir)等,都存在不少问题。它们大多只能作用于病毒复制周期的后期阶段,长期使用会带来严重的药物毒性,还容易导致耐药菌株的出现。一旦停药,高风险患者往往会出现感染反弹。在这样的困境下,开发新的抗 HCMV 药物迫在眉睫。
为了解决这些难题,国外的研究人员将目光投向了宿主转录因子热休克转录因子 1(Heat shock transcription factor 1,HSF1)。他们开展了一项关于靶向 HSF1 对 HCMV 复制影响的研究。最终发现,HCMV 感染会激活 HSF1,而抑制 HSF1 能够有效阻止 HCMV 在体外和体内的复制,这一成果为抗 HCMV 治疗开辟了新的方向,具有重要的意义,相关论文发表在《Antiviral Research》。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是细胞培养技术,使用人胚胎肺(HEL)299 和 MRC5 成纤维细胞进行体外培养;其次是病毒感染实验,利用构建的多种细菌人工染色体(BAC)衍生的病毒株感染细胞;还使用了一种 HSF1 抑制剂工具化合物 SISU - 102,来探究抑制 HSF1 的效果;此外,通过新开发的人皮肤异种移植小鼠模型,在体内研究药物对病毒复制和传播的影响 。
下面来看具体的研究结果:
- HCMV 刺激 HSF1 的双相、持续激活:研究人员发现,与热休克(Heat shock,HS)诱导的典型瞬时激活不同,HCMV 感染会引发 HSF1 的非典型双相激活。HCMV 进入成纤维细胞后,HSF1 活性迅速增加,并从细胞质重新定位到细胞核,这种状态在整个病毒复制过程中持续存在。这表明 HSF1 在 HCMV 感染过程中有着特殊的激活模式。
- 抑制 HSF1 对病毒基因表达和产生的影响:在 HCMV 感染前,通过药物抑制或基因敲除 HSF1,会减弱所有类别的病毒基因表达,包括立即早期(Immediate early,IE)基因,同时减少病毒的产生。在 IE 基因表达后,用 SISU - 102 进行治疗,也能降低晚期(Late,L)蛋白水平和子代病毒的产生。这说明 HSF1 在 HCMV 复制周期的多个阶段都起到了促进作用。
- SISU - 102 在体内模型中的效果:研究人员利用人皮肤异种移植小鼠模型发现,预防性使用 SISU - 102 能够显著减弱移植的人皮肤异种移植物中的病毒复制,还能防止病毒传播到远处的部位。而且,与标准治疗药物缬更昔洛韦相比,SISU - 102 在抑制病毒复制和传播方面表现更优,且没有观察到明显的副作用。
综合研究结论和讨论部分,这项研究证实了 HCMV 感染会迅速激活 HSF1 并使其重新定位到细胞核,从而促进病毒复制。通过抑制 HSF1 来阻止 HCMV 复制和传播,为抗 HCMV 治疗提供了一种新的、以宿主为导向的策略。SISU - 102 作为一种潜在的治疗药物,展现出了良好的应用前景,它不仅对多种 HCMV 菌株有效,包括耐药菌株,而且在体内实验中表现出了较好的疗效和安全性。这一研究成果为未来开发更有效的抗 HCMV 药物奠定了基础,有望解决当前临床治疗中面临的难题,为免疫力低下患者带来新的希望。