海葵抗病毒免疫機制正成為新風口

耶路撒冷希伯來大學的科學家在海葵中發現了一種全新的抗病毒防御系統，其工作方式與人類的免疫系統截然不同。這項發表于《Nature Ecology & Evolution》的研究揭示了一個名為CARDIB的新型蛋白質，它與人類最重要的抗病毒蛋白MAVS極為相似，卻執行完全相反的功能。該發現挑戰了動物免疫系統進化的傳統觀點，表明進化可能產生了多種不同的抗病毒策略。

海葵是一種古老的海洋動物，與珊瑚和水母是近親。它們大約6億年前就與導致人類的進化路線分開，因此為科學家提供了研究動物免疫系統早期進化的寶貴窗口。在人類和其他脊椎動物中，MAVS蛋白是一個關鍵的抗病毒防御分子，當病毒被檢測到時，MAVS幫助觸發免疫系統以應對感染。為了探究這個防御系統有多古老，研究人員選擇研究海葵。

研究團隊首先發現了CARDIB蛋白，它看起來與人類MAVS非常相似，令研究人員以為它可能執行相同的抗病毒功能。然而，進一步研究發現，CARDIB實際上是免疫系統的"剎車"——它通常情況抑制而不是激活抗病毒防御。Yehu Moran教授表示："關于CARDIB的一切都表明它應該像MAVS一樣功能。相反，我們發現它做的是完全相反的事。CARDIB不是激活抗病毒防御，而是通常情況抑制它們。"

研究人員使用CRISPR基因編輯技術刪除了海葵的CARDIB基因，然后將其暴露于病毒。結果出乎意料：沒有CARDIB的海葵更容易感染，病毒繁殖更快，抗病毒防御能力大幅下降。博士生Ton Sharoni表示："結果完全違反直覺。盡管CARDIB在正常條件下充當免疫系統的剎車，但這個剎車對于發動有效的抗病毒反應至關重要。"

研究人員還將基因編輯后的海葵移至南卡羅來納州的室外海洋中水層水池，暴露于自然環境中的病毒和微生物。結果顯示，缺乏CARDIB和相關抗病毒基因的海葵在數天內積累了比未修改動物多得多的病毒，證明該通路在自然環境中同樣至關重要。Moran教授總結道："人類和海葵都需要抵御病毒，但這項工作表明，進化可以以根本不同的方式組織這些防御。"

這項發現也凸顯了超越傳統實驗動物進行研究的重要性。古老生物如海葵可能保留了科學家如果只關注人類、小鼠和其他常用物種將永遠無法發現的進化創新。隨著研究人員繼續探索生命的非凡多樣性，像這樣的發現正在揭示進化多次找到了意想不到的方式來解決生物學中一些最基本的挑戰。

這項研究還揭示了免疫系統"剎車"機制的一個深刻悖論。通常情況下，我們傾向于認為免疫系統的激活程度越高，抗感染能力就越強。但海葵的CARDIB蛋白表明，適度的免疫抑制對于維持有效的抗病毒防御同樣不可或缺。研究人員推測，CARDIB可能通過防止免疫系統過度反應來避免"免疫病理"——即免疫反應本身對機體造成的傷害。

從更廣泛的生物學視角來看，這項發現為"趨同進化"提供了新的例證。雖然人類和海葵的抗病毒防御系統在分子層面使用了截然不同的策略——一個激活免疫、一個抑制免疫——但兩者都成功地保護了宿主免受病毒侵害。這提示我們，在探索生物多樣性的過程中，可能會發現更多意想不到的免疫策略，其中一些可能為開發新型抗病毒藥物提供靈感。