阳光照射会使皮肤细胞DNA发生突变,最终可能导致癌症。图片来源:GRZEGORZ KLATKA/CTK VIA AP IMAGES
在与太阳无休止的“斗争”中,人类皮肤可能有一些意想不到的微小盟友。暴露在紫外线下会破坏细胞中的DNA,增加人们患皮肤癌的可能性。但是,近日发表于《癌细胞》的一项对小鼠和人类的研究显示,人类皮肤上常见的病毒——β人乳头瘤病毒(β-HPV),可以通过标记被免疫系统破坏的突变细胞来预防这种结果。
英国南安普顿大学癌症生物学家Tim Fenton说,人体病毒“标记”潜在癌细胞的想法“很有趣”。这些发现可能使人们对人类病毒可能的有益作用产生更多兴趣,尽管还需要更多工作证实β-HPV在人体中的特殊作用。
β-HPV有200多种,其中一些被称为α-HPV,会感染喉咙和宫颈的黏膜,引发癌症。感染皮肤的β-HPV无处不在,但在免疫系统正常的人中通常不被注意到。然而,服用免疫抑制药物的人很容易患上β-HPV引起的疣,以及一种名为鳞状细胞癌的皮肤癌。
科学家对β-HPV是否会导致此类癌症存在分歧。一些研究表明,这种病毒有助于而不是阻碍人体的抗癌防御。例如,2019年,美国马萨诸塞州总医院的医生Shadmehr Demehri及同事观察到,皮肤感染了鼠型β-HPV (MmuPV1)的小鼠在暴露于紫外线辐射下,比未感染的小鼠患皮肤癌的可能性更小。
在新研究中,研究人员进一步探索了这种明显的保护作用。他们用MmuPV1感染了无毛小鼠—— 一种研究人类皮肤的常用模型。然后,他们将这些啮齿动物和其他未感染的小鼠每周多次、持续数月暴露在紫外线辐射下。两组动物的皮肤细胞都发生了突变,其中包括一种控制细胞分裂和死亡的p53基因。这种基因的缺失会导致突变的p53形成“克隆”。这些看起来正常的细胞斑块,尽管本身无害,但可以发展成癌前鳞状斑块,最终引发癌症。
感染MmuPV1的小鼠的p53克隆比对照组小鼠小,表明该病毒以某种方式控制了突变细胞。这种保护作用似乎是乳头瘤病毒特有的:当研究人员用另一种皮肤病毒多瘤病毒感染小鼠时,发现紫外线照射后,感染动物和未感染动物之间没有这种差异。
仔细观察MmuPV1感染小鼠的皮肤后,研究人员发现,与未感染的对照组相比,它们的p53克隆中有更多杀伤细胞的CD8+T细胞。研究小组又在培养皿中比较了正常和缺乏p53的小鼠皮肤细胞,发现MmuPV1的基因活性在没有p53的细胞中增加了。Fenton说,研究结果表明,乳头瘤病毒在紫外线损伤的皮肤中复制异常迅速,这种过度生长会触发免疫系统消除受损细胞。“这种病毒的作用就像一座灯塔,表明‘该细胞已经失去了p53功能’,并可能癌变。”
研究人员在人体中也收集了一些确凿证据。在几十个样本中,接受大量阳光照射的面部皮肤与躯干相比,有更多的p53克隆和更高水平的β- HPV。然而,已经发展成癌前鳞状斑块的克隆比周围皮肤含有更少病毒,这与乳头瘤病毒及其免疫反应在抑制癌样生长方面的作用一致。
美国约翰斯·霍普金斯大学病毒学家Richard Roden指出,这项研究与MmuPV1和β-HPV有助于驱动皮肤癌的其他研究形成了对比。他说,截至目前,“我认为双方都有令人信服的证据”,每种情况在不同背景下都可能是正确的。
目前,Demehri正在探索增强T细胞对乳头瘤病毒反应的方法,以保护人们免受皮肤癌的侵害,并已申请了与该方法相关的专利。但其他科学家表示,还需要更多研究来了解其中的机制。(李木子)
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https://doi.org/10.1016/j.ccell.2024.11.013
《中国科学报》 (2025-01-03 第2版 国际)