从咬伤部位到大脑:

狂犬病毒如何劫持并加速神经细胞的运输

From bite site to brain:

How rabies virus hijacks and speeds up transport in nerve cells

狂犬病毒通常通过受感染动物的咬伤传播到新宿主的肌肉组织。从那里，病毒一路传播到大脑，在大脑繁殖并导致通常致命的疾病。一篇新的研究论文阐明了狂犬病毒如何劫持神经细胞中的运输系统，以最快的速度和效率到达大脑。

狂犬病毒通常通过受感染动物的咬伤传播到新宿主的肌肉组织。从那里，病毒一路传播到大脑，在大脑繁殖并导致通常致命的疾病。发表在《公共科学图书馆·病原体（PLOS Pathogens）》杂志上的一篇文章揭示了病毒如何劫持神经细胞的运输系统，以最快的速度和效率到达大脑。

由于心脏的泵血作用，借助于血液传播的病原体可以毫不费力地扩散到全身。那些在血液之外传播，需要长途跋涉的病原体，则需要利用其他交通工具——比如狂犬病毒，它依赖于神经细胞网络。外围神经细胞(神经元)处于身体的周边,而中枢神经系统（简称CNS),是高度不对称的：它们有一个胞体，从胞体生出的细长的轴突，沿着特定的传播路线延伸到另一个神经细胞或靶器官(如肌肉)。细长的轴突的长度可以是细胞体直径的数百倍，除了可快速传递电脉冲外，它们还可以在这段距离上传输分子物质。

已知狂犬病毒以某种方式利用这种运输系统，来自以色列特拉维夫大学的Eran Perlson博士和他的同事着手研究这一过程的细节。研究人员在观察室内建立了一个不对称神经细胞生长系统，并使用活细胞成像技术来跟踪狂犬病毒颗粒是如何沿着轴突运输的。

他们重点研究了p75NTR受体，这是一种存在于周围神经元突出末端的蛋白质，已知它能结合一种叫做NGF(神经生长因子)的小分子。当NGF结合p75NTR时，两者都被带到神经元中，并在酸性囊泡中向细胞体移动。研究人员发现，狂犬病毒的行为与NGF非常相似:它与p75NTR结合，两者都被内化，随后出现在向神经细胞的胞体移动的酸性囊泡中。

已知狂犬病毒可以在p75NTR缺失的情况下感染神经元。然而，当研究人员在观察室内培养没有p75NTR的神经细胞时，他们发现病毒沿轴突的传输频率较低，速度也慢得多。不依赖于p75NTR的转运也更不稳定，有更大比例的病毒向错误的方向移动，即从细胞体向末端移动，这表明p75NTR促进了病毒的定向快速移动。当研究人员测量运输速度时，他们发现当p75NTR运输狂犬病毒时，它每天大约移动8厘米(比3英寸多一点)。令人惊讶的是，这比p75NTR的常规合作伙伴NGF的传输速度快得多(快大约40%)。

作者总结道:“我们的研究表明，狂犬病毒不仅可以劫持神经元的运输系统，还可能操纵轴突运输机制，使其自身到达细胞体，并以最快的速度从此处到达中枢神经系统。”

原论文的链接：

Shani Gluska, Eitan Erez Zahavi, Michael Chein, Tal Gradus, Anja Bauer, Stefan Finke, Eran Perlson. Rabies Virus Hijacks and Accelerates the p75NTR Retrograde Axonal Transport Machinery. PLoS Pathogens, 2014; 10 (8): e1004348 DOI: 10.1371/journal.ppat.1004348