外國科學家重大發現,鑑定出一種新的潛伏HIV病毒庫

科學家們早就知道,即使接受抗逆轉錄病毒治療,一些HIV也會永遠存在於感染者體內,隱藏在免疫系統的較小細胞庫(亦即HIV病毒庫)中。當患者停止治療後,這種病毒幾乎總是從HIV病毒庫中迅速反彈,導致致命的症狀再次出現。這些HIV病毒庫仍然是治愈HIV/AIDS的主要障礙。但目前還沒有一種簡單的方法可以靶向病毒庫細胞以便進行清除。科學家們也無法有效地從患者身上提取出病毒庫細胞進行研究,以便最終找到控制它們的方法。

 

這些細胞中的HIV病毒是潛伏的。所以這些細胞的表面並沒有攜帶易被宿主免疫系統發現的病毒蛋白,科學家們一直在尋找其他的方法來精確地找到病毒庫細胞。他們可能會利用CD127蛋白從患者中分離出病毒庫細胞,並研究是什麼讓它們能夠讓HIV不表現,偶爾重新活化這種病毒。

 

新發現的病毒庫

HIV靶向攻擊主要存在於淋巴結和扁桃體等淋巴組織中的T細胞。然而HIV感染研究主要集中在血液中循環的T細胞上,而血液中的T細胞相對容易獲得,相比於活體組織切片,志願者更容易接受抽血。但關注血液中存在的T細胞,很可能會讓科學家們對病毒庫組成的認識存在偏差。

Roan提到:「長期以來,我們一直猜測病毒庫細胞有不同的種類,不同的組織容納著不同類型的病毒庫細胞。但這一直難以證明,是因為HIV感染者體內的病毒庫細胞是非常罕見的。絕大多數的體外HIV潛伏模型使用的是細胞系或血液中循環的細胞。」

相比之下,Roan和她的團隊一直在使用組織樣本研究HIV感染。在之前的研究工作中,她的團隊在實驗室裡將扁桃體細胞暴露在HIV中,以觀察哪些細胞最容易被感染。通過使用各種實驗方法,她的團隊發現,表達表面蛋白CD127的扁桃體細胞能有效地攝取HIV病毒,但不易讓它複製。相比之下,另一種表面攜帶CD57的扁桃體細胞很容易支持有成效的HIV感染。

這是有趣的,但這並不意味著CD127陽性細胞是病毒庫細胞。前研究員Feng Hsiao說:「在HIV進入細胞後,細胞仍然有辦法逃脫感染。」

一種方法是防止HIV複製它的基因組。與人體細胞的基因組不同,HIV的基因組是由RNA組成的。這種病毒進入細胞後的首要任務之一是利用一種稱為逆轉錄酶的病毒酶,將它的RNA基因組轉化為對應的DNA複製。

細胞可以通過活化一種叫做SAMHD1的酶來阻礙這一步驟,其中這種酶會消耗HIV複製它的基因組所需的構成單元(building block,這裡指的是核苷酸)。有一些證據表明,這種機制可能在血細胞中發揮作用。然而,這項新的研究中,Roan和她的團隊發現,通過基因操縱剔除SAMHD1並不能讓CD127陽性細胞產生HIV,即便這樣做可以促進CD57陽性細胞產生這種病毒。

Julie Frouard博士說:「這提示著CD127陽性細胞在HIV生命週期的後期阻止了這種病毒的產生。」

 

 

解除SAMHD1限制並不會增加CD127 + Tm細胞對HIV-1進行生產性感染的容忍度。

 

選擇性的潛伏感染

HIV的下一步是將它的基因組拷貝整合到宿主細胞的DNA中。一旦整合成功,病毒基因就可以利用細胞中的分子機器產生自己的蛋白,組裝新的病毒顆粒,以便去感染其他的細胞。

病毒庫細胞在自己的基因組中整合了HIV的遺傳物質,儘管它們會以某種方式讓它基因表現沉默。這種遺傳物質的偶爾調動允許釋放出傳染性的HIV。 CD127陽性扁桃體細胞是否允許HIV基因組整合,這是一很好的問題。

為了回答這個問題,Roan團隊在實驗室中提取了接觸過HIV的CD127陽性細胞和CD57陽性細胞的基因組。通過使用可以特異性檢測整合的HIV病毒DNA序列的遺傳工具,他們發現這兩種類型的細胞都含有HIV基因組的拷貝,儘管CD127陽性細胞產生的HIV遠遠少於CD57陽性細胞。

CD127陽性細胞似乎更傾向於HIV潛伏感染。在CD127陽性細胞中成功整合的HIV並不會永遠沉默。 Roan和她的團隊發現,通過用已知的刺激T細胞的試劑處理受到HIV潛伏感染的CD127陽性細胞,他們可以誘導這些細胞重新活化HIV。

因此,CD127陽性組織細胞很可能在體內充當病毒庫細胞,在大部分時間內讓這種病毒保持在潛伏狀態,但偶爾也能活化這種病毒,從而釋放出新一輪感染的種子。

Roan說:「一種特定類型的組織T細胞優先支持HIV潛伏感染的能力是令人關注的,這可以讓我們更多地了解關於組織中的病毒庫最初是如何建立的。」

 

潛伏感染的CD127 + Tm細胞可以通過T細胞的刺激而重新活化起來。

 

控制病毒庫

CD127陽性細胞在多大程度上是HIV感染者體內病毒庫的主要組成部分,有待於對這些來自多個組織部位的細胞進行後續研究分析。 Roan團隊的初步研究令人振奮,這是因為他們發現,細胞表面的CD127標示物可以用來從感染者體內純化出足夠多的被HIV感染的組織細胞,在便進一步分析。與此同時,Roan說表示,在體外暴露於HIV的CD127陽性扁桃體細胞提供了一個研究組織中病毒潛伏的新模型。

Roan和她的團隊已經開始分析是什麼原因使CD127陽性細胞極其容易發生潛伏感染。通過比較CD127陽性扁桃體細胞和CD57陽性扁桃體細胞中表達的所有基因,他們發現有證據表示CD127陽性扁桃體細胞處於靜止狀態,這可能會阻止病毒基因的表現。他們還發現病毒的基因轉錄產物(即RNA),未能經過必要的加工而不能夠製造病毒蛋白。

Roan說:「最終,我們希望我們發現的機制可以被利用來控制潛伏的病毒庫,從而使得我們更接近於實現治愈HIV感染的目標。」

 

參考資料:

Tissue memory CD4+ T cells expressing IL-7 receptor-alpha (CD127) preferentially support latent HIV-1 infection

Study: Scientists Identify Potential Cell Reservoir That Supports Latent HIV Reactivation

Photo by Freepik

 

 

Len Wu

作者

Len Wu

Up Next

相關的 文章

X