山不轉路轉!人類的蛋白質也許可以成為對抗 HIV 感染的新目標


Human Protein May Offer Novel Target For Blocking HIV Infection: Successful In Lab



ScienceDaily — 由美國國家衛生研究院(National Institutes of Health,NIH)所支持的一個研究團隊揭開了一項攻擊 HIV(human immunodeficiency virus)的新方法,這個方法也許可以解決抗藥性的問題。這項研究成果發表於四月 28 日出版的國家科學研究院學報(The Proceedings of the National Academy of Sciences)當中,研究人員在試管中利用一種表達於關鍵免疫細胞中的人類蛋白去活化,如此便抑制了 HIV 的感染。



圖1. Researchers report that they have blocked HIV infection in the test tube by inactivating a human protein expressed in key immune cells.


大多數目前使用來對抗 HIV ─ 它是一種反轉錄病毒(retrovirus),會引起後天免疫不全症候群(acquired immune deficiency syndrome)也就是 AIDS ─ 的藥物都是針對病毒的蛋白質所設計。然而,HIV 具有高度的突變性,他們被拿來當作藥物標靶的蛋白質也會很快速的產生變異性,因而產生抗藥性的病毒株。因此醫生在治療上必須採用多重藥物多管其下的策略,或是得不斷的變換藥物以對付病毒抗藥性的產生。可是這樣的治療策略卻又會提高藥物中毒的副作用,而且病人也很難確實的執行,因此很少聽到成功的案例。直到最近,在「山不轉,路轉」的思維下,科學家們將原本攻擊 HIV 蛋白質的想法改變成針對人類細胞層面來研究,至少它發生突變的可能比病毒蛋白質小很多。


在新的研究報告中,來自 NIH 的 Pamela Schwartzberg 醫師博士與來自波士頓大學的 Andrew J. Henderson 博士帶領著他們的團隊發現到,當他們干擾一種名為介白素-2-誘導性 T 細胞激酶(interleukin-2-inducible T cell kinase,簡稱 ITK)的人類蛋白質時,會抑制 HIV 感染 T 細胞 ─ 一種重要的免疫細胞。ITK 是一種訊息傳遞蛋白,他可以活化 T 細胞,它是身體的一種免疫回應。



圖2. 提出對付 HIV 新概念的 Pamela Schwartzberg, M.D., Ph.D.(圖片來源:http://www.searlescholars.net/people/images/schwartzberg3.jpg




圖3. TEC-family kinases in T-cell-receptor-signalling pathways. (圖片來源:http://www.nature.com/nri/journal/v5/n4/fig_tab/nri1591_F2.html?message=remove


「對於 HIV 相關的研究來說,這個論點的確是個嶄新且重要的貢獻」 NHGRI 科學中心主任 Eric D. Green 醫師博士這樣說到。「從細胞為主的觀點來著手進行抑制 HIV 活性的確是一個嶄新的觀念,同時對於發展出新的 HIV 治療方法來說,這也提供了一個令人興奮且具有潛力的模型。」


當 HIV 進入人體後,他會感染 T 細胞,同時接管了這種白血球細胞的活性,因此病毒得以開始進行複製。最後,因感染 HIV 而使整個免疫系統完全被瓦解並導致 AIDS 的狀況。而這項新的研究顯示出如果失去了啟動 ITK 蛋白質時,HIV 便無法在 T 細胞裡面進行有效的的訊息傳導,如此便能促使病毒的擴散降低或被終止。


「當我們的研究成果能實現時,我們是感到喜悅與興奮的」Schwartzberg 博士這樣說到。「抑制 ITK 蛋白質能使許多被 HIV 所仰賴的途徑失去活性,因此可以抑制或減緩 HIV 的複製。」


在他們的實驗研究中,研究人員利用一種化學抑制劑以及一種稱為 RNA 干擾劑的基因抑制劑來使人類 T 細胞的 ITK 失去活性。接著將這些 T 細胞與 HIV 放在一起,並開始研究當 ITK 失去活性時會讓 HIV 感染與複製週期過程的各個步驟產生了什麼樣的影響。抑制 ITK 會降低 HIV 進入 T 細胞的能力,同時也降低了它將遺傳物質轉移到新的病毒粒子的能力。而且抑制 ITK 並不會明顯影響到 T 細胞正常的生存能力,同時缺乏 ITK 的老鼠能防止其他種病毒的感染,雖然抗病毒的回應是有延遲了些。


「對於實驗來說,ITK 變成一種相當好的標靶,」Schwartzberg 博士指出,研究人員必須考慮到如果在 HIV 複製的時候將其它種的人體蛋白質抑制掉,那麼也許會殺死或損害到 T 細胞的正常功能。


根據 Schwartzberg 博士表示,其實 ITK 過去早已經被拿來針對其他種疾病進行研究了,這當中也包含了氣喘(asthma)。如果人們有氣喘,ITK 則需要去活化 T 細胞,那麼將會觸發肺部的發炎反應同時產生出大量的黏液。


Schwartzberg 說到:「其實有很多相關的研究同仁們發表了很多有關 ITK 抑制劑的研究論文。我們當然希望我們的研究成果能夠提供如何將 ITK 抑制劑推升成為治療 HIV 的藥劑之一。」


NHGRI researchers received support for this work from the NIH Intramural AIDS Targeted Antiviral Program. Chemical compounds used in the research were synthesized at the NIH Chemical Genomics Center, which was established through the NIH Roadmap for Medical Research and is administered by NHGRI. The Boston University group originally participated in the research while at Pennsylvania State University, where they received support from Penn State Tobacco Formula Funds, and where Dr. Henderson received support from the National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID).


Adapted from materials provided by NIH/National Human Genome Research Institute.



原始報導:
ScienceDaily:Human Protein May Offer Novel Target For Blocking HIV Infection: Successful In Lab



原始論文:

Julie A. Readinger, Gillian M. Schiralli, Jian-Kang Jiang, Craig J. Thomas, Avery August, Andrew J. Henderson, and Pamela L. Schwartzberg

Selective targeting of ITK blocks multiple steps of HIV replication

PNAS 2008 105: 6684-6689; published online on April 28, 2008, 10.1073/pnas.0709659105

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