科学家们发现了一种潜在的HIV病毒的新宿主
科学家们早就知道,即使面对抗逆转录病毒治疗,一些艾滋病毒仍然永远存在于受感染者体内,隐藏在免疫系统细胞的小容器中。当这些人停止治疗时,病毒几乎总是迅速从宿主中反弹,导致致命的症状再次出现。
这些水库仍然是治愈艾滋病毒/艾滋病的主要障碍。但目前还没有简单的方法来锁定目标储层细胞为消除。科学家也不能有效地从病人身上提取储细胞进行研究,并最终找到控制它们的方法。
原因是病毒在这些牢房里是安静的。因此,这些细胞的表面没有携带容易被发现的病毒蛋白质。
因此,科学家们一直在寻找其他方法来确定储细胞的位置。
在最近的一篇论文中PLOS病原体格莱斯顿访问科学家Nadia Roan博士和她的团队描述了一类优先支持的细胞潜伏性感染由艾滋病病毒。这些细胞以一种名为CD127的表面蛋白为特征,在淋巴结等组织中被发现,这些组织被认为比血液含有更多的艾滋病毒库。
“我们的发现表明,来自组织的CD127细胞可能是治愈艾滋病毒的一个重要目标群体,”同时也是加州大学旧金山分校泌尿学副教授的罗恩说。
此外,科学家可以利用CD127蛋白作为柄,从患者身上分离出贮存细胞,并研究是什么使它们能够沉默病毒,偶尔又重新激活它。
一个新的水库吗?
艾滋病毒的目标免疫细胞主要存在于淋巴组织中,如淋巴结和扁桃体。然而HIV感染的研究主要集中在血液中循环的T细胞,这相对容易获得志愿者更有可能通过抽血而不是组织活检。
但是对T细胞在血液中的存在的关注可能会使科学家们对贮水池的组成有一种偏颇的看法。
“长期以来,我们一直怀疑‘储存细胞’有不同的形式,不同的组织含有不同类型的‘储存细胞’。但这一点很难证明,因为感染个体中的宿主细胞非常罕见。绝大多数的潜伏期体外模型使用的是细胞系或血液循环中的细胞,”罗恩说。
相比之下,Roan和她的团队一直在使用组织样本研究艾滋病毒感染。在之前的工作中,她的团队在实验室中将扁桃体细胞暴露在HIV病毒中,以观察哪些细胞最容易被感染。通过各种实验方法,研究小组发现扁桃体细胞表面含有CD127蛋白,有效地吸收了HIV病毒,但很少让它复制。相比之下,另一种表面携带CD57的扁桃体细胞很容易引发生产性感染。
这很有趣,但这并不一定意味着CD127是存储细胞。
“艾滋病毒进入细胞后,细胞仍然有办法避免感染,”Roan实验室的前研究助理、本研究的第一作者之一萧峰(Feng Hsiao)说。
一种方法是阻止病毒复制其基因组。与人类细胞的基因组不同,艾滋病病毒的基因组是由RNA组成的。病毒进入细胞后的首要任务之一是利用一种叫做逆转录酶的病毒酶,复制其RNA基因组的DNA。
细胞可以通过激活一种叫做SAMHD1的酶来阻碍这一步骤,这种酶会耗尽病毒复制其基因组所需的构建块的存储。有一些证据表明,这种机制可能在血细胞中起作用。
然而,在他们目前的工作中,Roan和她的团队发现消除SAMHD1通过基因操作不允许CD127细胞大量生产病毒,尽管它促进了CD57细胞的病毒生产。
“这向我们表明CD127细胞在病毒生命周期的后期阶段阻止了病毒,”Roan实验室的博士后学者Julie froouard博士说,她也是该研究的另一位第一作者。
对潜伏感染的偏好
病毒的下一步是将其基因组的副本整合到宿主细胞的DNA中。一旦到达那里,病毒基因就可以利用细胞机制产生它们自己的蛋白质,这些蛋白质组装新的病毒粒子,从而感染其他细胞。
宿主细胞将HIV的遗传物质整合到它们自己的基因组中,尽管它们以某种方式使之沉默。这种物质的偶尔动员使传染性病毒得以释放。CD127扁桃体细胞允许HIV基因组整合吗?
为了回答这个问题,科学家们提取了在实验室中接触过病毒的CD127和CD57细胞的基因组。他们利用可以特异性检测整合病毒DNA序列的基因工具,发现两种细胞类型都含有病毒基因组的拷贝,尽管CD127细胞产生的病毒远少于CD57细胞。CD127细胞似乎更倾向于潜伏感染。
然而,整合在CD127细胞中的病毒并不是永远沉默的。Roan和她的团队发现,通过使用已知的刺激T细胞的药剂来治疗潜在感染的CD127细胞,他们可以诱导细胞重新激活病毒。
因此,CD127组织细胞可以很好地充当体内的储存细胞,使病毒大部分时间处于休眠状态,但偶尔也能激活它,释放新一轮感染的种子。
Roan说:“一种特定类型的组织T细胞优先支持潜伏感染的能力是非常有趣的,它可以告诉我们很多关于组织储备最初是如何建立的。”
控制储层
CD127细胞在多大程度上是HIV病毒携带者体内的主要储存库,这有待后续研究,分析来自多个组织部位的这些细胞。Roan团队的初步研究令人鼓舞,因为他们显示细胞表面的CD127标记确实可以用来净化足够多的受感染个体的组织细胞,以便进行进一步的分析。
同时,“CD127扁桃体细胞在体外暴露于艾滋病病毒,为研究组织中的病毒潜伏期提供了一个新的模型,”Roan说。
Roan和她的团队已经开始分析是什么使得CD127细胞特别容易受到隐性感染。通过比较CD127和CD57扁桃体细胞中表达的所有基因,他们发现CD127细胞处于静止状态,可能会阻止病毒基因的表达。此外,他们还发现病毒的基因产物,或rna,没有经过必要的加工过程病毒蛋白。
“最终,我们的希望是,我们发现的机制可以用来控制潜在的储层,使我们离治愈艾滋病更近一步,”Roan说。
进一步探索
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