近日，一篇刊登在國際雜志Science上題為“Rotavirus induces intercellular calcium waves through ADP signaling”的研究報告中，來自貝勒醫學院等機構的科學家們通過研究揭示了輪狀病毒誘發嚴重胃腸疾病的分子機制；輪狀病毒是引起腹瀉和嘔吐的主要原因，尤其是在兒童群體中，每年其大約會誘發12.8萬人死亡；這種病毒會通過感染小腸中的腸細胞來引發疾病，但僅有一小部分易感細胞會攜帶病毒，20世紀90年代中期，科學家們提出，這一小部分被感染的細胞能通過發送信號干擾鄰近未感染細胞的功能從而來促進嚴重疾病的發生，但關于這種信號的特性一直是一個謎題。

這篇研究報告中，研究人員發現，輪狀病毒感染的細胞能釋放名為二磷酸腺苷（ADP，adenosine diphosphate）的信號分子，該信號分子能與鄰近細胞上的細胞受體P2Y1相結合，ADP對P2Y1的激活就會導致未感染的細胞中產生名為細胞間鈣質波的信號分子，通過干擾ADP與其受體的結合就能夠降低小鼠疾病模型的腹瀉嚴重性，這就表明，靶向作用P2Y1或能作為一種有效的策略來控制人群中的病毒性腹瀉。

研究者Joseph Hyser表示，此前研究中我們使用熒光鈣傳感器和實時成像技術進行研究后發現，輪狀病毒感染的細胞能夠展現出異常的鈣信號，我們可以將其轉化為從感染細胞中輻射出的細胞間鈣信號的脈沖圖譜，鈣信號已知與輪狀病毒感染的多個方面有關，而本文研究揭示了輪狀病毒所誘導的改變的動態特性。當前研究中，研究人員利用低劑量的病毒來進行實驗，同時他們注意到，并不僅僅是病毒感染的細胞能夠表現出動態的鈣信號傳導，而且鄰近未受感染的細胞也會產生鈣信號脈沖，而且表現地與感染細胞一樣；這一觀察性的結果就表明，感染細胞會誘發未感染細胞出現細胞間的鈣信號波。

隨后研究人員將他們所觀察到的結果與上世紀90年代中期科學家們提出的一個概念聯系起來，即輪狀病毒感染的細胞能向鄰近未感染的細胞發送信號感染其功能，并促進患者機體腹瀉和嘔吐癥狀。研究人員利用現場熒光顯微鏡進行研究揭示了輪狀病毒感染和未感染的細胞都會出現細胞間的鈣質信號，這或許就為研究人員調查信號的特性提供了前所未有的手段。文章中，研究者Chang-Graham及其同事通過對三種不同的實驗模型進行研究識別出了誘發未感染細胞出現細胞間鈣質波的特殊信號，隨后他們利用一種常用于研究輪狀病毒的猴腎細胞系進行研究，同事研究者還使用了人類腸道類器官進行研究，該系統能夠再現人類感染的許多特性以及新生小鼠模型發生輪狀病毒感染和腹瀉的狀況；研究結果表明，諸如前列腺素E2和一氧化氮等意思鈣質波信號誘發因素似乎并沒有引起鈣質反應，隨后研究者檢測了ATP和ADP，這兩種鈣質信號的介導子此前并未發現與輪狀病毒感染有關，研究者發現，輪狀病毒感染的細胞會通過釋放ADP來結合未感染細胞上的P2Y1受體，從而誘發細胞間的鈣質波。而敲除P2Y1基因就能抑制ADP信號傳輸，這樣就能減少細胞間的鈣質波。

研究者Chang-Graham說道，在三個模型系統中，我們一致性發現，輪狀病毒感染的細胞能向攜帶ADP的未感染的細胞發送信號，這或許有助于疾病嚴重性的發生，而研究者認為這是模式的轉變，實際上ADP作為實際的信號此前并未被關注過。深入研究后，研究人員揭示了ADP在輪狀病毒感染和復制過程中的新型角色，ADP或許能作為參與輪狀病毒所誘發的嚴重腹瀉和嘔吐的多種因素的重要誘發子，比如研究人員發現證據表明，ADP信號能增加輪狀病毒的感染，炎性細胞因子IL1-α的表達以及血清素的分泌，ADP信號還能增加產生前列腺素和一氧化氮的酶類的表達，從而潛在誘發輪狀病毒感染中所觀察到的特殊化合物水平的增加，預防ADP信號和細胞間的鈣質波或許就能減少上述提及的化合物的產生。

研究者Chang-Graham說道，如今我們確定了，抑制P2Y1受體就能降低小鼠模型中輪狀病毒誘導的腹瀉的嚴重程度，利用細胞間的鈣質波，輪狀病毒就能方法其致病能力并超越其直接感染的細胞，這是研究人員識別出的首個病毒能激活ADP所介導的細胞間鈣質波，其或有望成為其它病毒所利用的策略來誘發其宿主的疾病發生。

最后研究者表示，本文研究為闡明輪狀病毒所致腹瀉的機理提供了一種潛在的信號傳導途徑，在治療方面，本文研究結果也讓科學家們非常興奮，因為目前靶向作用P2Y1的藥物正在作為抗凝藥物進行臨床前的測試過程，如果證明這類藥物對兒童是安全的，那么其或許有可能被重新利用來治療輪狀病毒感染所誘發的腹瀉。