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从濒危袋獾肿瘤细胞中分离出可感染哺乳动物的新型chu样病毒:Jingchuvirales病毒目向哺乳动物宿主扩展的首例证据
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月27日 来源:Current Biology 8.1
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本研究首次从濒危物种塔斯马尼亚袋獾(Sarcophilus harrisii)的面部肿瘤细胞中成功分离出具有复制能力的Tasmanian devil chu-like virus(TDCV),通过系统发育分析揭示其代表Jingchuvirales病毒目下的新病毒科,将原本仅见于节肢动物的病毒宿主范围扩展至哺乳动物,为理解跨物种病毒传播及肿瘤相关病毒病理机制提供了重要模型。
塔斯马尼亚袋獾作为澳大利亚特有的有袋类食肉动物,正面临种群数量锐减82%的生存危机,其罪魁祸首是两种独立起源的可传染性癌症——袋獾面部肿瘤病1型(DFT1)和2型(DFT2)。这两种通过咬伤传播的肿瘤性疾病导致患病个体因转移性病变或进食困难而死亡,而肿瘤细胞起源于外周神经系统的施万细胞。在这种严峻的生态背景下,悉尼大学等机构的研究团队意外发现,在DFT1肿瘤细胞系中存在着一种高丰度(占测序总读数的0.2%)的病毒RNA序列,暗示可能存在与肿瘤相关的病毒感染。这项发表在《Current Biology》的研究,首次揭示了节肢动物相关病毒目Jingchuvirales向哺乳动物宿主扩展的实证。
研究人员采用多学科技术手段展开研究:通过RT-PCR和RNA-seq筛查98份原发肿瘤组织和9个肿瘤细胞系;利用实时定量PCR检测病毒正负链RNA以确认复制活性;进行细胞感染实验验证宿主特异性(使用袋獾肿瘤细胞、成纤维细胞、肾细胞及蚊虫细胞系);结合UV灭活对照实验确认病毒传染性;采用三代测序技术完成全长基因组解析;运用最大似然法构建基于RdRp、GP和NP蛋白的系统发育树;通过AlphaFold3等工具预测病毒蛋白结构。
RESULTS AND DISCUSSION
TDCV的筛查与复制特征
在DFT1 4906细胞系中检测到7.2 log10拷贝/mL的病毒RNA,正负链RNA比值证实其活跃复制。电镜观察显示,感染细胞呈现独特的圆形形态,与未感染肿瘤细胞(如DFT1 C5065和DFT2 SN)的梭形形态形成鲜明对比。值得注意的是,感染细胞的增殖速度显著降低,但病毒载量保持稳定,提示可能存在持续性感染机制。
跨物种感染能力验证
病毒仅能在DFT2肿瘤细胞中有效复制(6.45 log10拷贝/mL),而在袋獾肾脏(TD656)、成纤维细胞(TD344FBB)及蚊虫(C6/36)细胞系中均未检测到复制迹象。UV灭活实验进一步证实,只有活病毒能引发感染,排除了核酸污染的假阳性可能。
基因组特征与进化地位
TDCV基因组(12,118 nt)编码4个ORF:包含保守RdRp域的L聚合酶(6,603 nt)、核衣壳蛋白(NP,1,260 nt)、功能未知的假设蛋白(1,071 nt)以及具有I类融合蛋白特征的糖蛋白(GP,2,226 nt)。系统发育分析显示,TDCV与海鞘(Ciona sp.)病毒构成独立分支,与已知的Piscichuvirus属(感染鱼类和爬行动物)遗传距离较远,在RdRp蛋白上仅与节肢动物病毒共享20%氨基酸相似性,符合ICTV新病毒科的界定标准。
讨论与意义
该研究首次实验证实Jingchuvirales病毒目成员能感染哺乳动物细胞,打破了该目病毒仅限无脊椎动物宿主的传统认知。TDCV展现的肿瘤细胞特异性感染模式,为研究病毒-肿瘤互作提供了独特模型。其GP蛋白与肺炎病毒科(Pneumoviridae)等包膜病毒的融合蛋白结构相似性,暗示可能存在保守的膜融合机制。
值得注意的是,袋獾群体中流行的两种传染性肿瘤(DFT1/DFT2)与TDCV的流行病学关联仍需深入探究。虽然目前未发现病毒直接致瘤证据,但病毒诱导的持续感染可能通过改变肿瘤微环境间接影响疾病进程。该发现不仅拓展了RNA病毒的宿主范围认知,也为理解濒危物种的复合疾病威胁提供了新视角。研究建立的体外培养体系,为后续探究病毒生命周期、宿主免疫逃逸等关键科学问题奠定了基础。
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