癌症研究與生物醫學資訊 本新聞台提供一些新的癌症研究學術資訊與生物醫學研究進展供社會大眾參考。

71愛的鼓勵 1訂閱站台

人類古早演化導致更易受HIV病毒侵襲

褚志斌　(芝加哥大學博士後研究員)

依據自然(Nature)雜誌報導，數百萬年前人類為了抵抗某一種病毒的演化產生的基因，可能因此而讓人類更容易受到愛滋病病毒HIV(人類免疫系統不全症病毒第一型、human immunodeficiency virus type 1、HIV-1)的侵襲。

美國西雅圖佛烈德哈金森癌症研究中心(Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle, WA)的Michael Emerman教授團隊提出了一個假設，認為可能古早的人類為了抵抗某種病毒的侵襲，因而產生特殊的基因演化，但是這個演化，反而削弱了人類對現有的HIV病毒的抵抗能力。為了驗證這個假設，研究者比較了人類和黑猩猩(chimpanzee)的基因，黑猩猩是血緣與人類最接近的靈長類。結果發現，黑猩猩的基因內有許多PtERV1病毒的DNA，而人類卻沒有。PtERV1是一種已經滅絕的病毒，和HIV病毒一樣是反轉錄病毒(retrovirus)。反轉錄病毒是使用RNA(核醣核酸)當遺傳物質，而非像動物一樣是使用DNA(去氧核醣核酸)當遺傳物質。一旦反轉錄病毒侵入細胞內後，便會利用細胞的胞器、依據自己的RNA來反轉錄(reverse transcription)成為雙股DNA，然後鑲嵌進入寄主細胞的DNA中，隨著寄主細胞的分裂而複製DNA。在某些生理狀況下，則會再度從寄主細胞的DNA脫離，強迫寄主細胞製造許多病毒，然後破壞殺死寄主細胞，使病毒釋放而出侵襲其他更多的細胞。隨著長時間的演化，某些病毒的DNA可能就一直跟著寄主的細胞一代傳一代，最終失去致病能力，而成為寄主DNA的一部分。如果是某一種生物遭受特定病毒的大量侵襲，造成許多傷亡，那病毒的DNA，也會被保留在存活下來的多數該種生物的DNA中。人類的DNA中的8%就是各種病毒殘留下來的DNA。Emerman教授團隊的研究，便是發現PtERV1這種已經滅絕的病毒DNA，在黑猩猩的DNA中有130次重複(copies)，代表黑猩猩曾經被PtERV1這種病毒大量攻擊。但是在人類的基因中，竟然完全沒有任何一點PtERV1病毒的DNA。

Emerman教授團隊因此利用黑猩猩的DNA來重組PtERV1病毒的一部分DNA，然後利用重組的PtERV1來侵襲人類的細胞(Crandell-Rees feline kidney、CRFK)，研究人類細胞是否對PtERV1這種病毒有抵抗力。結果他們發現，人類細胞對PtERV1病毒有免疫力，病毒完全無法侵入人類細胞。靈長類的細胞內有一種專門對抗反轉錄病毒的蛋白質，稱為TRIM5alpha。這種蛋白質會和反轉錄病毒結合，破壞其致病能力，保護細胞。而各種靈長類的TRIM5alpha蛋白質的結構不太相同，能夠對抗的反轉錄病毒也就不相同。例如恆河猴(rhesus macaques)的TRIM5alpha能對付愛滋病毒HIV，但是人類的TRIM5alpha就沒法對付HIV病毒。研究者將人類細胞的TRIM5alpha突變，抑制其功能，結果發現，人類細胞變得極易受到PtERV1病毒的攻擊，但是卻不會受到HIV病毒的侵襲。這個研究顯示，人類的基因演化，使得人類在大約數百萬年前與其他靈長類分家時，具有對抗PtERV1病毒的免疫力，但卻因此讓人類對HIV病毒失去免疫力。這個研究發表在科學(Science)雜誌(Kaiser SM, Malik HS, and Emerman M, Science,Vol 316, pp.1756-1758, 2007)。Emerman教授指出，他們並不知道當初PtERV1病毒對靈長類引起的症狀為何﹖疫情如何﹖也認為這項研究對於研發新的愛滋病疫苗可能沒有幫助，但是他認為這項研究可以讓科學家更加了解人類基因的演化。他認為，許多已經消失的古早病毒，推動了人類免疫系統基因演化的方向。因此如果要對人類現有的免疫系統和相關基因有更進一步的了解，應該對古老已經消失的病毒作更進一步的研究。

http://stn.nsc.gov.tw/view_detail.asp?doc_uid=0960627001