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基因组中的病毒损害了大脑的发育

自从我们的祖先在数百万年前感染了逆转录病毒以来,我们的基因中就携带了这些病毒的成分——称为人类内源性逆转录病毒,或简称为 HERV。这些病毒元件在进化过程中失去了复制和感染的能力,但它们是我们基因构成的一个组成部分。事实上,人类在非编码部分拥有的 HERV 是编码基因的五倍。迄今为止,人们一直非常关注 HERV 与疾病发生或进展的相关性。这就是在病理来源的样本中研究 HERV 表达的原因。尽管很重要,但这些研究并未提供关于 HERV 是此类疾病的原因还是结果的结论。

今天,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* 与她的同事一起首次成功证明了 HERV 激活对人类大脑发育的负面影响。

HERV 激活损害大脑发育

研究人员使用 CRISPR 技术激活了人类胚胎干细胞中的一组特定的人类内源性逆转录病毒**,并生成了神经细胞(神经元)。这些病毒元件反过来激活了特定基因,包括参与大脑发育的经典发育因子。结果,皮质神经元,即我们大脑皮层中的神经细胞,完全失去了它们的功能。它们的发育与这个大脑区域的健康神经元非常不同——轴突(神经细胞延伸)更短,分支更少。因此,激活一个特定的 HERV 组会损害皮层神经元发育并最终损害大脑发育。

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 激活对皮质神经元发育的负面影响是一个重要的发现。众所周知,病毒、细菌和紫外线等环境因素可以激活不同的 HERV,从而可能导致疾病发作。反过来,这些知识使 HERV 对临床应用更加有趣。关闭不同的病毒元件可以为治疗神经退行性疾病患者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。

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