9778818威尼斯官网:研商人口报料了埃博拉病毒宿

英国利兹大学领导的一个研究团队日前首次观察到艾滋病病毒和埃博拉病毒如何附着于细胞并传播病毒感染。这项发表在《应用化学》杂志上的最新成果有望为治疗这些疾病提供新的方法:阻断病毒与细胞之间的互动,而不是消灭病原体。

当你想到糖时,你可能会想到用来制作饼干或加糖咖啡的甜,白,结晶食糖。但是你知道吗?在我们体内,简单的糖分子可以连接在一起,形成强大的结构,最近发现它们与健康问题有关,包括癌症,衰老和自身免疫性疾病。

最近有报道称,刚果民主共和国的埃博拉病例数已超过1,000例,这是2014年西非爆发后历史上第二次爆发,其中29,000人感染艾滋病,11,000多人死亡。这一最新的里程碑清楚地提醒人们,迫切需要为这种常见的致命疾病开发有效的预防和治疗药物。

最近有报道称,刚果民主共和国的埃博拉病例数已超过1,000例,这是2014年西非爆发后历史上第二次爆发,其中29,000人感染艾滋病,11,000多人死亡。这一最新的里程碑清楚地提醒人们,迫切需要为这种常见的致命疾病开发有效的预防和治疗药物。

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据利兹大学官网报道,研究论文主要作者、阿斯特伯里结构分子生物学中心的袁国博士说,到目前为止,艾滋病病毒和埃博拉病毒是如何附着于细胞的,对化学家们来说还是一个“黑匣子”,虽然科学家知道病毒在和健康细胞互动,但它们通过何种方式绑定在一起仍然是个谜。

这些覆盖我们每个细胞的长糖链被称为聚糖,根据美国国家科学院的数据,创建一个位置和结构的地图将引领我们进入现代医学的新时代。这是因为人体糖组

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调查显示,在没有接受抗病毒治疗的前提下,有 1% 的艾滋病感染者可以顽强的生存下来,这是因为他们的免疫系统会产生的特定的 HIV 抗体,它们可以识别病毒表面蛋白质特征,自行绑定并且消灭体内的艾滋病病毒。

为此,研究人员用被称为“量子点”的纳米级晶体(大小约百万分之一毫米),模仿病毒的形状,作为病毒的“替身”进行实验。量子点是荧光晶体,其发出的光的颜色取决于晶体的大小,这种属性让量子点被应用于新一代电视机制造,或者作为先进荧光探针用于生物分子和细胞成像。

  • 我们体内的整个糖类 - 容纳了尚待发现的聚糖,有可能帮助医生诊断和治疗他们的病人。

感染埃博拉病毒的人会经历严重的疾病,包括出血热,这可能导致内出血。据美国疾病控制和预防中心称,目前埃博拉没有特殊的医疗方法。

感染埃博拉病毒的人会经历严重的疾病,包括出血热,这可能导致内出血。据美国疾病控制和预防中心称,目前埃博拉没有特殊的医疗方法。

研究细胞表面蛋白质的技术荧光激活细胞分选术也可以用来研究病毒,取得一部分细胞样本,加入荧光抗体,并绑定你感兴趣的蛋白质。带有被抗体识别出的蛋白质的细胞也会变成荧光,而缺乏这种蛋白质的细胞则不会。接着就可以分别测量每一个细胞的荧光性,并把它们分离到培养皿中。FACS 对于大型病毒的测量是非常准确的,比如埃博拉;但是对于精细病毒的测量,比如艾滋病病毒却存在着一定的局限性。这也是艾滋病疫苗难以成功的关键。

为了让量子点能够绑定细胞,必须先为它们裹上“糖衣”。论文共同作者、阿斯特伯里结构分子生物学中心的布鲁斯·特恩布尔博士说,人体所有的细胞都穿着“糖衣”,它们通过绑定这些糖分的蛋白质与其他细胞相互作用;病毒也通过蛋白质和糖之间的相互作用而附着到健康细胞的表面,他们希望弄清楚是什么因素控制着这个绑定过程。

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开发治疗疾病的关键是了解感染过程的机制。科学家们知道,为了进入一个人体细胞,埃博拉利用了一种叫做巨胞细胞增多症的自然过程,通过这种过程,细胞通过内化周围的死细胞碎片来“清理”周围环境。细胞表面的蛋白质充当受体,允许免疫细胞识别死细胞碎片并将其内化。病毒与这些蛋白质相互作用,称为T细胞免疫球蛋白和粘蛋白结构域蛋白,并利用它们劫持进入细胞。进入内部后,埃博拉病毒膜融合到其周围形成的内体,并将其遗传内容释放到细胞中。

开发治疗疾病的关键是了解感染过程的机制。科学家们知道,为了进入一个人体细胞,埃博拉利用了一种叫做巨胞细胞增多症的自然过程,通过这种过程,细胞通过内化周围的死细胞碎片来“清理”周围环境。细胞表面的蛋白质充当受体,允许免疫细胞识别死细胞碎片并将其内化。病毒与这些蛋白质相互作用,称为T细胞免疫球蛋白和粘蛋白结构域蛋白,并利用它们劫持进入细胞。进入内部后,埃博拉病毒膜融合到其周围形成的内体,并将其遗传内容释放到细胞中。

日前,来自法国的研究团队开发出一种快速排序 HIV 病毒的新科技,有望助力 HIV 疫苗的快速问世,完整的研究报表发表于《细胞化学生物》杂志中。

研究结果显示,两种与细胞表面糖分相互作用的蛋白质——DC-SIGN和DC-SIGNR,通过不同的方式与艾滋病病毒和埃博拉病毒表面糖分绑定,导致病毒传播,而在此前,这两种蛋白质像拥有不同个性的双胞胎一样,几乎难以区分。这项研究将有助于最终开发出一系列旨在针对特定病毒绑定的抑制剂。

由于2003年人类基因组计划的完成引起了全世界的关注,大多数人都听说过DNA,基因组学甚至蛋白质组学

蛋白质的研究。但是对聚糖的研究,也称为糖组学,比其他领域落后了大约20年。这种滞后的一个原因是科学家们还没有开发出快速识别人体细胞上聚糖结构及其附着位点的工具。“糖衣”有点神秘。

虽然大多数实验室专注于细胞或分子研究,但我们的实验室致力于开发技术,以快速表征聚糖结构及其附着位点。我们的最终目标是在各种细胞类型上对数十万种糖及其位置进行分类,然后使用这些信息为每个人量身定制医疗方法。

将来,对个体聚糖的分析可能会用于预测我们患类风湿性关节炎,癌症甚至食物过敏等疾病的风险。这是因为糖组变化可以特定地与特定疾病状态相关联。此外,衰老等生物过程与我们的糖组中的炎症有关。如果逆转这些变化有助于预防疾病,甚至延缓衰老,这仍有待检验

  • 这是一种有趣的可能性。

与DNA,蛋白质和脂肪一起,聚糖是生命必需的四大主要大分子之一。在这四种中,聚糖是我们细胞表现的最终仲裁者。

DNA协调我们的样子,思考和行为的能力,甚至决定我们最容易受到影响的疾病。在我们的DNA中是短片段,基因,通常包含如何合成蛋白质的说明。反过来,蛋白质是细胞的“主力”,具有生命所必需的许多功能。

然而,蛋白质的行为通常取决于哪种聚糖附着在其上。换句话说,这些糖分子可以极大地影响我们的蛋白质的工作方式,甚至可以影响我们的细胞对刺激的反应。例如,如果您更改细胞外部的一些聚糖,它可能会触发该细胞迁移到我们体内的不同位置。

聚糖的主要作用是改变位于细胞表面的蛋白质和脂肪。它们一起在细胞周围形成厚厚的糖衣。如果我们认为细胞的表面是土壤,那么聚糖将是奇妙多样的植物生命和叶子,它们会发芽并为细胞带来颜色和特性。事实上,如果你能用肉眼看到一个细胞,它看起来会非常模糊。想象桃子的绒毛多10倍。

人体中的每个细胞都覆盖着一系列聚糖,这些聚糖使用各种简单的糖类如葡萄糖,甘露糖,半乳糖,唾液酸,葡糖胺和水果作为构建块组装而成。通过感知存在的糖衣的类型,我们的免疫细胞可以识别其他细胞作为朋友或敌人。这是因为细菌表面的糖类从未在人体细胞上见过

  • 病原体的糖类被免疫系统感知,并将细菌识别为“外来的”。Emanual Maverakis,CC BY-SA

Glycans标记我们自己的细胞并将它们识别为“自我”

细胞周围的绒毛是它的聚糖涂层。聚糖作为我们细胞的外部,是大多数细胞相互作用的第一个接触点,从而影响我们的细胞彼此之间的交流。您还可以将聚糖视为独特的细胞“条形码”。因此,肾细胞的绒毛看起来与免疫细胞的模糊不同。但也有相似之处。事实上,调查我们的身体寻找病原体的免疫细胞知道不会攻击我们自己的“自身”细胞,因为聚糖“条形码”中的共同特征是我们身体的所有细胞共有的。

相比之下,疟疾等细菌和寄生虫具有不同的“糖衣”,这在人体细胞上是看不到的。当细菌糖被标记为“外来的”时,一个人的免疫系统将细菌作为目标进行破坏。然而,一些有害的细菌病原体,如B群链球菌,通常会导致婴儿严重感染,可以通过携带类似聚糖作为伪装冒充人体细胞来避免免疫检测- 就像穿着羊皮的狼一样。

不幸的是,一些病原体也能够使用我们的聚糖来帮助它们引起疾病。像艾滋病病毒和埃博拉病毒这样的致命病毒已经进化为抓住了特定的聚糖,然后它们会在感染人体细胞时“锁定”。阻止这些病毒与我们的聚糖相互作用或攻击病毒特异性聚糖的疗法可能是治疗这些感染的新途径。

我们的细胞和细菌细胞上的糖类将它们标记为朋友或敌人。Emanual Maverakis,CC BY-SA

新研究还表明,聚糖在类风湿性关节炎和自身免疫性胰腺炎等自身免疫性疾病的发展中发挥着重要作用。这并不奇怪,因为聚糖直接影响免疫细胞的功能。

通常,我们的免疫细胞充当我们身体的“防御系统”,并识别和摧毁外来入侵者,如有害细菌或病毒。但当身体错误地将我们自己的细胞标记为敌人并对其自身发动内部攻击时,自身免疫就会诞生。有趣的是,在这种情况下,存在于行为不端的自我攻击抗体上的聚糖将决定对身体的攻击强度。这种异常的免疫反应甚至可以针对聚糖。例如,免疫系统可以将“自身”聚糖误认为是“外来”分子。我们的研究小组最近发表了一篇文章,介绍了自身免疫的聚糖理论,该理论解释了其中的一些关系。

我们食物中的聚糖可以引发免疫反应

有许多研究将红肉的消费与动脉粥样硬化和糖尿病等疾病联系起来,但他们直到最近还未能说明为什么或如何发生这种疾病。一项有趣的研究表明,罪魁祸首是一种名称笨拙的糖,非人唾液酸N-羟乙酰神经氨酸,简称Neu5Gc。Neu5Gc存在于除人类以外的所有哺乳动物中,因为可以使Neu5Gc的早期人类死于古代疟疾寄生虫。

“病毒RNA进一步劫持细胞机制,使蛋白质在内部复制。然后它们从膜上萌芽,形成新的病毒,同时健康的宿主细胞死亡,”Lehigh生物工程和机械工程副教授Frank Zhang说道。大学。

“病毒RNA进一步劫持细胞机制,使蛋白质在内部复制。然后它们从膜上萌芽,形成新的病毒,同时健康的宿主细胞死亡,”Lehigh生物工程和机械工程副教授Frank Zhang说道。大学。

研究人员表示:“我们开发了一种系统,使我们能够以每秒数以百计的速度分析艾滋病病毒, 并根据其表面蛋白的功能分离病毒,我们没有使用可以直接绑定蛋白的荧光抗体,相反,我们使用了普通的,非荧光抗体连接碱性磷酸酶,然后我们附上单独的病毒滴液体,碱性磷酸酶会在滴液内部产生大量荧光分子,从而创建一个强大的荧光信号。如果蛋白质没有特定的性质,抗体碱性磷酸酶将不会将其绑定。通过这种方法,我们可以研究单个病毒,有助于 HIV 疫苗的开发进程。”

然而,虽然我们现在缺乏生产Neu5Gc的能力,但如果我们通过吃红肉来获得它,我们的身体仍然能够将它掺入我们细胞上的聚糖中。一旦它成为我们细胞的聚糖涂层的一部分,我们的细胞就会有一种“外来”物质

Neu5Gc--围绕它们。这可以引发全身炎症,因为我们的免疫系统将Neu5Gc识别为“外来”并攻击它。这些内部攻击引起的慢性炎症可导致心脏病发作,中风甚至癌症。

我们的身体合成了数以万计的独特聚糖,通常具有由简单的糖结构单元形成的分支结构。蛋白质或脂肪也可以被许多独特的聚糖修饰。这些无数的组合使聚糖聚糖成为一项艰巨的任务,因为我们需要一种实用而有效的方法来分析数十万种聚糖模式。

我们的研究团队现已开发出快速,稳健地监测人体糖分的方法。通过利用工程改进和样品处理的改进,我们的技术可以同时监测数千种聚糖,这使我们能够表征来自健康对照和患有各种不同疾病的患者的细胞中的聚糖。我们的目标是利用这些数据开发预测模型,帮助临床医生诊断和治疗所有人类疾病。我们相信,当我们解开“糖代码”时,新的医疗进步浪潮将会到来。

“虽然埃博拉 - 宿主细胞附着已被证明依赖于细胞表面受体与病毒外层之间相互作用的分子生物力学,但对于指导治疗发展至关重要的定量理解尚未得到发展,” Anand Jagota,Lehigh生物工程系的创始主席和化学与生物分子工程教授。

“虽然埃博拉 - 宿主细胞附着已被证明依赖于细胞表面受体与病毒外层之间相互作用的分子生物力学,但对于指导治疗发展至关重要的定量理解尚未得到发展,” Anand Jagota,Lehigh生物工程系的创始主席和化学与生物分子工程教授。

我们是一个微流体系统—换句话说,就是使用操纵极少量的液体的技术,整个系统包含在微流控芯片上,一个由液体流过的微观网络渠道组成的巴掌大小的设备。这些渠道只有百分之几毫米宽,我们的实验所用滴液 30/1000000000 毫升左右。微流控芯片工作时,提供与艾滋病毒等病原体接触的特定优势,它们完全密封,因此使用起来非常安全。典型的流式细胞仪系统可以产生飞沫,所以更需要严格的控制措施来处理有害的细菌和病毒。

张和Jagota联手试图更好地了解埃博拉病毒 - 宿主细胞粘附的生物力学。该项目将Jagota在计算分子粘附力学方面的专业知识与Zhang关注机械传感,或细胞如何感知和响应机械刺激相结合。这对二人与爱荷华大学的同事Sven Moller-Tank和Wendy Maury合作,开发了一个简单的模型,描述了埃博拉病毒 - 宿主细胞粘附的生物力学特征,这些研究结果可以提供有关开发一种新的和有用的信息。有效的埃博拉治疗。他们在一篇题为“TIM蛋白介导的埃博拉病毒

张和Jagota联手试图更好地了解埃博拉病毒 - 宿主细胞粘附的生物力学。该项目将Jagota在计算分子粘附力学方面的专业知识与Zhang关注机械传感,或细胞如何感知和响应机械刺激相结合。这对二人与爱荷华大学的同事Sven Moller-Tank和Wendy Maury合作,开发了一个简单的模型,描述了埃博拉病毒 - 宿主细胞粘附的生物力学特征,这些研究结果可以提供有关开发一种新的和有用的信息。有效的埃博拉治疗。他们在一篇题为“TIM蛋白介导的埃博拉病毒

“我们的方法分析 HIV 病毒的数量和速度是前所未有的,这使我们能够快速测试数以百万计的病毒变异,大大加快疫苗研发的过程。”

  • 宿主细胞粘附的生物力学特征”的文章中发表了他们在科学报告中的研究结果。
  • 宿主细胞粘附的生物力学特征”的文章中发表了他们在科学报告中的发现。

“在我们的试验中,每一滴滴液都包含病毒和抗体,接下来,我们还可以把细胞也加入滴液中,观察抗体是否可以阻止病毒进入细胞之中,而这一切都是荧光激活细胞分选术不可能达到和完成的,我们相信此次试验为未来的研究提供了更多更大的可能性,为艾滋病疫苗的提前问世带来了绝对的可能性。”

“我们利用单分子力谱来量化宿主细胞TIM蛋白与埃博拉病毒样颗粒之间的特异性相互作用力,”张说。

“我们利用单分子力谱来量化宿主细胞TIM蛋白与埃博拉病毒样颗粒之间的特异性相互作用力,”张说。

除了阐明埃博拉病毒与宿主细胞附着重要的生物力学参数之外,该团队还通过实验证明,TIM-Ebola病毒相互作用在机械上与粘附分子?配体相互作用相当。通过简单的机械模型,他们进一步证明了分子结合参数如何确定它们是否足以用于病毒粘附。

除了阐明埃博拉病毒与宿主细胞附着重要的生物力学参数之外,该团队还通过实验证明,TIM-Ebola病毒相互作用在机械上与粘附分子?配体相互作用相当。通过简单的机械模型,他们进一步证明了分子结合参数如何确定它们是否足以用于病毒粘附。

该模型的目的是展示单分子测量如何与系统的其他物理特性结合,例如配体 - 受体对的密度和膜刚度,以预测病毒颗粒是否以及在何种程度上粘附到细胞上膜。该小组模拟附着是由TIM蛋白和病毒表面上的磷脂酰丝氨酸之间的粘附驱动,并通过膜弯曲抵抗。

该模型的目的是展示单分子测量如何与系统的其他物理特性结合,例如配体 - 受体对的密度和膜刚度,以预测病毒颗粒是否以及在何种程度上粘附到细胞上膜。该小组模拟附着是由TIM蛋白和病毒表面上的磷脂酰丝氨酸之间的粘附驱动,并通过膜弯曲抵抗。

“模型的简洁性使我们能够强调两个无量纲参数组的重要性及其阻止粘附的潜在能力,”Jagota说。

9778818威尼斯官网:研商人口报料了埃博拉病毒宿主细胞粘附的生物力学特征,是符合规律和医术的下叁个重中之重。“模型的简洁性使我们能够强调两个无量纲参数组的重要性及其阻止粘附的潜在能力,”Jagota说。

张使用单分子力谱来监测,操纵和测量机械力。例如,在研究中,张将带有病毒样颗粒带到表达TIM受体的细胞,观察它们的相互作用,并将它们拉开以确定相互作用的机械强度,或拉动它们需要多大的力分开。

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Jagota使用数学模型来理解埃博拉与细胞之间的相互作用,在这种相互作用中,什么属性代表埃博拉病毒

Jagota使用数学模型来理解埃博拉与细胞之间的相互作用,在这种相互作用中,什么属性代表埃博拉病毒

  • 它的刚度,形状 - 以及它代表细胞的属性 - 它表面呈现的成分。
  • 它的刚度,形状 - 以及它代表细胞的属性 - 它表面呈现的成分。

“希望这种关于粘附生物力学的定量知识可用于预测埃博拉附着的条件,”Jagota说。“长期来看,目标是这些信息有助于实现新的药理学目标,并有助于开发急需的抗病毒疗法,以预防和治疗埃博拉病毒。”

“希望这种关于粘附生物力学的定量知识可用于预测埃博拉附着的条件,”Jagota说。“长期来看,目标是这些信息有助于实现新的药理学目标,并有助于开发急需的抗病毒疗法,以预防和治疗埃博拉病毒。”

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