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我们需要更多的投资于广谱抗病毒药物,或者说能够同时保护人们免受多种病毒侵害的药物。
不幸的是,这很难做到!例如,单单腺病毒就有超过60种类型,每种都携带独特的蛋白质。设计一种能够阻止所有这些病毒的抗病毒药物是非常困难的。
那么,除了设计药物,我们是否可以利用物理学呢?
毕竟,每种病毒都是通过“按压”或“推动”人类细胞进入的。如果细胞能够感知这些物理力量,并以某种方式利用它们来触发抵抗,那么也许我们可以开发出更为通用的抗病毒药物。
一篇新的论文暗示了这一可能性,它源于之前一个奇怪的发现。
几年前,科学家们以低密度培养人类细胞,并用病毒感染它们。当他们这样做时,每个细胞产生大量病毒;它们很容易被感染。
然而,当这个实验在高密度培养的细胞中重复时,每个细胞(平均)产生的病毒要少得多。某种与这种“拥挤”有关的因素阻止了病毒的复制。
这些科学家推测,一种叫做Piezo1的蛋白质可能参与其中。Piezo1是一种机械敏感的钙通道。在激活(通过振动、触摸或小分子)后,它会打开,允许钙流入细胞。这种钙的涌入会导致细胞膜变得僵硬,尽管这一机制尚不清楚。
因此,在这篇新论文中,中国科学家以低或高密度培养人类细胞,用多种不同的病毒感染它们,并研究Piezo1的参与。当他们在高密度下培养细胞,但敲除了Piezo1时,每个细胞产生的病毒更多。类似地,当细胞在低密度下培养并感染病毒,同时在培养皿上摇动时,它们对感染的抵抗力增强。当Piezo1被删除时,这种效果消失了。
同样,当作者在HEK293T细胞中过表达Piezo1时,它抑制了病毒的复制(约10倍)。这一效果在另一种机械敏感的离子通道Piezo2中并未观察到。
研究人员接下来使用Piezo1激动剂来模拟这一效果。一种叫做Yoda1的小分子结合并激活Piezo1。用Yoda1处理细胞使人类细胞中的病毒滴度降低了10-100倍。研究人员还用致死剂量的各种病毒(肠道病毒、柯萨奇病毒、流感A)感染小鼠,给动物治疗Yoda1(或对照),发现接受治疗的小鼠更有可能存活。
这项工作很有趣,但也存在缺陷。首先,连接Piezo1与病毒抵抗的分子机制并未描述。他们认为这与膜的僵硬有关,但实际上没有人知道*如何*激活Piezo1会导致这一结果。
另一个问题是方法。对于一个实验,研究人员用病毒感染小鼠,然后将它们放在小平台上摇动。这显然增加了它们的抵抗力。但科学家们从未真正解释过这个方法,或者平台的样子,或者设备的设置是什么。所有这些都显得有些模糊,令人难以置信。
尽管如此,寻找“通用”或物理机制来构建广谱疗法是令人兴奋的。与其制造针对单一病原体的小分子,我们应该考虑统一的生物物理原理,以便更广泛地施加控制。

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