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我们基因中的病毒被激活后会破坏大脑发育

自从我们的祖先数百万年前就感染了逆转录病毒以来,我们已经在我们的基因中携带了这些病毒的成分-被称为人类内源性逆转录病毒,简称HERV。这些病毒成分在进化过程中失去了复制和感染的能力,但它们是我们基因组成不可或缺的一部分。实际上,人类在非编码部分拥有的HERV是编码基因的五倍。迄今为止,人们一直将重点放在HERV与疾病发作或进展之间的相关性上。这就是为什么在病理来源的样本中研究了HERV表达的原因。尽管很重要,但这些研究并未提供关于HERV是该疾病的原因还是后果的结论。

如今,新技术使科学家能够更深入地了解HERV的机制及其功能。病毒学家Michelle Vincendeau *和她的同事们现在首次成功证明了HERV激活对人脑发育的负面影响。

HERV激活会损害大脑发育

研究人员使用CRISPR技术激活了人类胚胎干细胞中特定的一组人类内源性逆转录病毒**,并产生了神经细胞(神经元)。这些病毒元素又激活了参与大脑发育的特定基因,包括经典发育因子。结果,皮质神经元,即我们大脑皮层中的神经细胞,完全丧失了功能。它们在这个大脑区域的发育与健康神经元截然不同-轴突(神经细胞延伸)更短,分支更少。因此,一种特定的HERV基团的激活损害了皮质神经元的发育,并最终损害了大脑的发育。

临床相关性

由于神经退行性疾病通常与几个HERV组的激活有关,因此HERV激活对皮层神经元发育的负面影响是必不可少的发现。众所周知,诸如病毒,细菌和紫外线等环境因素会激活不同的HERV,从而可能导致疾病发作。反过来,这种知识使HERV在临床应用中变得更加有趣。切断独特的病毒成分可以为神经退行性疾病的治疗开辟一个新的研究领域。下一步,Helmholtz ZentrumMünchen的小组将研究在疾病背景下HERV失活对神经元的影响。

基础研究的新途径

此外,研究结果为表观遗传机制在健康的大脑发育中保持病毒成分的可控性提供了重要的指示。Michelle Vincendeau甚至怀疑受控的HERV在正常大脑发育中的功能性作用。温辛多说:“我们已经将这些元素携带了大约40至7000万年。我们假设它们的存在与我们的自然过程有关,否则我们在进化过程中不会保留那么长时间。”在此方向上的进一步基础研究可能会揭示HERV的新功能。

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