2021年,在貝勒醫學院擔任博士後研究員幾個月後,拉斐爾·米奇塔(Rafael Michita)做出了一個有趣的發現。 在顯微鏡下觀察茲卡病毒侵入胎盤細胞時,他注意到感染細胞與鄰近細胞之間存在細絲連接。
“當我和實驗室同事討論這一發現時,他們不確定這些連接是否值得深入研究,”米奇塔說,“但我認為它們不可能毫無意義。 作為該領域的新手,我想深入探究。 ”
米奇塔從巴西來到貝勒醫學院,此前他專注於研究基因變異與妊娠疾病的關聯。 儘管這是他首次深入接觸細胞生物學領域,但他始終確信這些細胞間通道對茲卡病毒生物學至關重要。 如今,這位近期獲評STAT新銳科學家獎的研究者已成為母胎病毒傳播研究的開拓者。
米奇塔觀察到的細絲被稱為隧道納米管,病毒如HIV、甲型流感和SARS-CoV-2利用這種結構在細胞間移動以逃避免疫檢測。 他的研究首次表明隧道納米管可能也是病毒突破胎盤屏障的途徑——胎盤通常能保護發育中的胎兒免受病原體侵害。 他還證實茲卡病毒不僅通過納米管進行細胞間傳播,還會從健康細胞中竊取線粒體至感染細胞,可能引發更多輪次的感染。 這些發現共同指向新的治療策略:通過阻斷病毒傳播來保護胎兒。
“隧道納米管是個非常創香港龍城大藥房全部商品 香港龍城大藥房必買商品 香港龍城中西大藥房 香港龍城藥房線上訂購 香港龍城暢銷商品 關於香港龍城大藥房 香港龍城大藥房獨家資訊 香港龍城大藥房折扣 香港龍城大藥房配送方式新的概念,起初未被研究者接受,他們需要更多證據,”德克薩斯生物醫學研究所宿主-病原體相互作用專案助理教授奧萊娜·什坦科表示,她曾發現埃博拉病毒利用隧道納米管在宿主體內傳播。 線粒體作用的揭示「加深了我們對抑制病毒複製所需靶點的理解…… 隧道納米管研究將持續發展,我們將看到更多證據證明它們對病毒致病性的貢獻“。
他發現了激動人心的線索
21世紀初,科學家在人體細胞中發現隧道納米管作為直接通信管道,可遠距離傳遞信號分子、營養物質和細胞器。 在癌症研究中,納米管被觀察到促進線粒體從健康細胞向癌細胞轉移,削弱機體抗腫瘤反應並加速癌性生長。
儘管如此,將這些發現應用於病毒研究卻歷經多年。 當米奇塔開始研究茲卡病毒時,關於病毒誘導隧道納米管的報導極為有限,他最初是在癌症研究背景下接觸這一概念的。
“起初,經典病毒學家與細胞生物學家之間存在脫節。 我們雖使用部分細胞生物學知識,但未受過識別隧道納米管的訓練,“什坦科指出,”同事們常將納米管圖像從出版物中剔除,認為這些管道使細胞看起來扭曲醜陋,因此刻意從圖片中省略。 ”
貝勒醫學院教授、米奇塔所在實驗室負責人因迪拉·米索雷卡認為,他廣博的好奇心和知識儲備促使其將癌症生長與病毒感染聯繫起來。
“我記得他加入實驗室幾個月後,想討論一個新專案和他讀到的這種結構。 我從未聽說過隧道納米管,但他已對它們是否在胎盤病毒傳播中發揮作用產生濃厚興趣,“她說,”我立刻意識到他發現了激動人心的線索。 他以整體視角審視問題,整合過往研究、文獻現狀及未來關鍵問題,以嚴謹周密的方式進行思考——這正是傑出學者的核心特質。 ”
深入探究茲卡病毒
米奇塔將探究精神與細節洞察力歸功於在巴西的多元文化成長背景及成年後的國際經歷。
他的日裔巴西移民祖父母尤其培養了他的探索精神,祖母作為小學教師影響深遠。
“我在鄉間長大,總在野外奔跑,”他說,“我們朋友不多,但我有很多書籍。 我一直對自然特別是生物學充滿興趣。 ”
16歲進入大學的米奇塔主要在巴西完成學業,但也多次海外研修。 大學二年級后,他在紐西蘭生活一年半,在獼猴桃農場工作並學習英語; 攻讀博士期間又在德國停留兩年,不僅掌握當地語言,還接受了器官移植免疫遺傳學專業培訓。
“走出去接觸新事物很重要,”他表示,“我們不應停止自我提升,因為總有新發現等待探索。 ”
在巴西,米奇塔對妊娠的科學與社會意義產生濃厚興趣,女士催情藥 延時噴霧劑 性用品周邊 治療性冷感 淫蕩春藥水 男士催情藥致力於揭示母胎間微妙互動的遺傳因素。 如同器官移植,母親免疫系統必須接受含異體遺傳物質的胎兒才能維持健康妊娠。
“我認為這是生物學中最有趣的問題之一,不僅具有科學價值,更關乎物種延續,”米奇塔說。 他曾證明免疫耐受機制崩潰會導致流產和子癇前期等嚴重妊娠併發症,“在開啟這段研究旅程前,我就意識到妊娠相關疾病認知嚴重不足,相信我的研究能彌補這一缺口,影響臨床實踐並改善孕產婦健康。 ”
儘管取得進展,米奇塔發現自己日益關注新問題和創新性生物學研究方法,而非純粹遺傳學。 2015至2016年席捲巴西的茲卡病毒疫情加速了這一轉變。 當研究團隊緊急分析感染母親及其嬰兒的組織樣本時,他親歷了科學如何不僅關聯基因與健康結局,更能揭示疾病深層的細胞分子機制。 對米奇塔而言,迫切需要解釋病毒如何從母體傳播至胎兒並導致小頭畸形等出生缺陷,這激發了全新思考方式。
“對病毒如何感染胎盤的認知匱乏,加之茲卡病毒尚無治癒方案的嚴峻現實,使我必須拓展技能以解答這些緊迫問題,”他說。 這位曾專攻遺傳關聯研究但從未涉足細胞生物學的學者補充道:「當我加入米索雷卡實驗室時,學術熱情才真正被重新點燃。 ”
在貝勒醫學院,米奇塔進入全球最先進的茲卡病毒研究實驗室之一。 從巨集觀臨床視角,科學家們分析感染母親的胎盤樣本並在小鼠模型中測試實驗療法; 同時深入微觀層面,利用新鮮胎盤提取細胞培養的二維細胞層及三維類器官,實時追蹤感染的分子級聯反應。
尤為重要的是,米索雷卡鼓勵科學家大膽思考、發展獨立創意,並將研究融入實驗室提供的整體架構。
“孕產婦健康是拉斐爾的核心熱情所在,但他深知該領域所有方面都至關重要,”米索雷卡評價道,“他是罕見的跨學科科學家——以創造力和嚴謹性融合病毒學、免疫學、線粒體生物學和母胎醫學。 ”
建立獨立實驗室
未來兩年,米奇塔計劃創建自己的實驗室。 憑藉美國國立衛生研究院「獨立研究者之路」獎項支援,他將研究範圍從茲卡病毒擴展至HIV——另一種可在孕期從母體傳播至胎兒的病原體。 早期實驗表明,感染HIV的免疫細胞同樣利用隧道納米管向胎盤細胞擴散。
他還致力於探究隧道納米管的形成機制,旨在開發針對多種病毒共用脆弱點的廣譜療法。 針對茲卡病毒,他的研究聚焦於對納米管形成至關重要的NS1蛋白。 令人鼓舞的是,在懷孕小鼠中禁用NS1蛋白成功保護幼崽免受出生缺陷。
展望病毒學與隧道納米管研究的未來,米奇塔的思路源於早期NS1蛋白實驗:為實時觀察蛋白質作用,他和同事對胎盤細胞進行基因改造,使其產生攜帶紅色螢光蛋白的NS1。 在顯微鏡室的黑暗中圍聚觀察時,他們看到發光的蛋白質群如星圖般活躍起來,擾動細胞膜並向鄰近細胞延伸連接。
“我們能清晰看到NS1通過隧道納米管移動——它如何從一個細胞傳至另一個細胞,”米奇塔描述道,“目前我們僅研究了病毒蛋白和線粒體這一方面,還有更多工作待完成。 這是一個令人興奮且快速發展的領域。 ”