古病毒被喚醒或可加速細胞衰老

■傅昭儀

百萬年來，人類免疫系統積極應對病毒入侵，并將其整合到人基因組中，由宿主細胞的遺傳調控系統接管，協同進化。內源性逆轉錄病毒（ERV）是數百萬年前遠古逆轉錄病毒入侵整合到人類基因組的遺跡，可稱為“古病毒化石”。在漫長的歲月中，大量ERV 的遺傳信息被人類細胞俘獲，并經過突變、缺失等變異成為人類基因組中的“暗物質”潛伏下來，占據了人類基因組序列的8%左右，通常處于轉錄沉默狀態。

近日，中國科學院動物研究所劉光慧課題組、曲靜課題組和中國科學院北京基因組研究所張維綺課題組合作，在國際學術期刊《細胞》發表了研究論文。該研究首次發現了ERV 亞家族在細胞衰老過程中被再度喚醒，提出了古病毒復活介導衰老程序化及傳染性的理論，并且創新性地發展出阻斷ERV 古病毒復活及擴散，以實現延緩衰老的多維干預策略。

為了找到古病毒基因被喚醒的機制，研究團隊在自建的不同衰老研究體系中，如兒童早衰綜合征、成年早衰綜合征等，開展了摸底式的轉錄、甲基化的異常研究。憑借高通量鏈特異性轉錄本測序、全基因組DNA 甲基化測序、免疫電鏡等多個學科的交叉技術，一步步縮小范圍，最終精準鎖定古病毒活化的源頭。

據《科技日報》記者采訪，劉光慧介紹，衰老細胞中致密的DNA 包裝方式變得松弛，這導致了古病毒基因的轉錄激活，而且翻譯出了病毒蛋白，還包裝成為病毒顆粒。

更為意外的發現是，這些病毒顆粒能夠在器官、組織、細胞間有效傳遞并放大衰老信號，最終使得周圍的年輕細胞因受感染而老化。

研究團隊進一步深入研究發現，細胞在感染時會產生本能的抗病毒反應，在宿主細胞胞漿中出現ERV 反轉錄產物，激活初始細胞及被感染細胞中固有的病毒防御機制。然而事與愿違，這些防御性機制卻恰恰促進了細胞的早衰。

弄清機理后，團隊繼續探尋抑制病毒的方法。“我們首先可以利用基因編輯手段將古病毒基因復活的調控元件沉默。”劉光慧介紹，通過整個潛伏、復活、細胞間傳遞等不同環節的解析，研究人員開發出更多的抑制策略，比如，靶向逆轉錄酶的小分子藥物、靶向病毒包膜蛋白的中和抗體等技術也可以延緩組織或機體衰老。

該研究創造性地提出了古病毒復活介導衰老程序化及傳染性的理論，運用分子成像、病毒學、免疫學、化學生物學和分子病理學等前沿交叉技術動態捕獲復活過程，為衰老的程序化、級聯放大和可干預性提供了全新的理論依據。