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吉林大学发现HIV复制和潜伏的新机制

作者:PaperplaneTH

 艾滋病严重威胁着人类的健康与生命,自发现以来一直是全球公共卫生领域的重大挑战。HIV - 1 潜伏库的存在是彻底治愈艾滋病的关键障碍,攻克这一难题需要深入了解宿主与病毒之间复杂的相互作用机制。近年来,科学界在探索调控 HIV - 1 复制和潜伏的宿主因子方面投入了大量精力,这些研究为艾滋病的功能性治愈带来了新的希望。吉林大学第一医院艾滋病与病毒研究所张文艳教授团队在这一领域取得了重要进展,为艾滋病研究开辟了新的方向。

研究背景

(一)艾滋病治疗现状与挑战

目前,艾滋病的治疗主要依赖抗逆转录病毒疗法(ART),虽然这种疗法可以有效控制病毒复制,提高患者的生活质量和延长生存期,但它无法彻底清除潜伏在体内的 HIV - 1 病毒库。一旦停止治疗,病毒就会重新激活,导致疾病复发。因此,寻找能够清除潜伏病毒库或者长期抑制病毒再激活的方法成为艾滋病研究的核心问题。

 (二)HIV - 1 潜伏感染机制研究的重要性

 HIV - 1 潜伏感染涉及到病毒自身的特性以及宿主细胞内复杂的调控网络。病毒可以整合到宿主基因组中,处于一种转录沉默的状态,逃避宿主免疫系统的监视和药物的攻击。宿主细胞内的多种因子参与了对病毒潜伏和再激活的调控,包括转录因子、表观遗传修饰因子、细胞信号通路分子等。深入解析这些宿主因子的作用机制对于开发新的治疗策略至关重要。

 (三)以 HIV - 1 长期不进展患者为研究对象的意义

 HIV - 1 长期不进展患者是一类极为特殊的人群,他们在感染 HIV - 1 后,能够在长时间内维持病情稳定,不发展为艾滋病。这些患者体内可能存在独特的宿主因子或机制来有效控制病毒复制和维持病毒潜伏。因此,对这一特殊人群的研究有助于发现新的调控 HIV - 1 潜伏感染的关键因素。

研究目的

 本研究旨在从 HIV - 1 长期不进展患者入手,挖掘鉴定新的调控 HIV - 1 复制和潜伏的宿主因子,并深入解析其作用机制。通过这些研究,为艾滋病的功能性治愈提供科学依据,同时探索新的治疗策略,如“Block and Lock”策略的开发可能性,进一步拓展对宿主蛋白生物学功能的认识。

研究方法

(一)样本采集与差异蛋白质组学分析

采集 HIV - 1 长期不进展患者和正常对照者的样本,运用先进的差异蛋白质组学技术,对样本中的蛋白质表达谱进行全面分析。通过比较两组样本中蛋白质的表达差异,筛选出在长期不进展患者中显著变化的蛋白质,其中发现了核糖体蛋白侧柄亚基 P1(RPLP1)在长期不进展患者中呈现高表达状态。

(二)生物学功能实验

 1. 细胞模型构建

 构建了多种与 HIV - 1 感染相关的细胞模型,包括 HIV - 1 潜伏细胞系以及从 ART 治疗后的患者中分离培养的 CD4 + T 细胞等。这些细胞模型能够模拟体内 HIV - 1 的感染、潜伏和再激活过程,为后续实验提供了可靠的研究平台。

 2. 过表达与敲低实验

 在细胞模型中分别进行 RPLP1 的过表达和敲低实验。通过基因转染技术实现 RPLP1 的过表达,利用 RNA 干扰技术敲低 RPLP1 的表达。然后检测 HIV - 1 的复制水平、病毒潜伏状态以及再激活情况,以评估 RPLP1 对 HIV - 1 的调控功能。

 3. 病毒复制与潜伏检测

 采用多种方法检测 HIV - 1 的复制情况,如实时定量 PCR(qPCR)检测病毒 RNA 水平、Western blotting 检测病毒蛋白表达、病毒培养和滴定实验测定病毒颗粒的产生等。对于病毒潜伏状态的评估,结合了荧光素酶报告基因系统以及对潜伏相关标志物的检测。同时,通过刺激潜伏细胞模型,观察在不同条件下潜伏病毒的再激活情况。

(三)机制研究

 1. 细胞定位分析

 运用细胞免疫荧光染色和亚细胞分离技术,观察 HIV - 1 感染前后 RPLP1 在细胞内的定位变化,确定 RPLP1 是否在病毒感染后发生入核现象。

 2. 蛋白 - 蛋白相互作用和转录调控分析

 利用免疫共沉淀(Co - IP)实验研究 RPLP1 与转录因子 C/EBPβ之间的相互作用,同时通过电泳迁移率变动分析(EMSA)和染色质免疫共沉淀(ChIP)实验,检测它们与 HIV - 1 LTR 的结合情况以及对病毒转录的影响。进一步分析不同亚型 HIV - 1 的转录调控差异,确定 RPLP1 的调控是否依赖于 C/EBPβ。

研究结果

(一)RPLP1 在长期不进展患者中的高表达

 差异蛋白质组学分析显示,RPLP1 在 HIV - 1 长期不进展患者中显著高表达,这提示 RPLP1 可能在控制病毒复制和维持潜伏状态方面发挥重要作用。

(二)RPLP1 抑制 HIV - 1 复制及维持病毒潜伏的功能验证

 在构建的细胞模型中,过表达 RPLP1 能够显著降低 HIV - 1 的复制水平,表现为病毒 RNA 和蛋白表达减少,病毒颗粒产生减少。同时,过表达 RPLP1 可以维持病毒的潜伏状态,减少潜伏病毒的自发再激活。相反,敲低 RPLP1 则会促进潜伏 HIV - 1 的再激活,这一现象在 HIV - 1 潜伏细胞系及 ART 治疗后的患者 CD4 + T 细胞中均得到了证实,进一步明确了 RPLP1 对 HIV - 1 复制和潜伏的调控作用。

(三)RPLP1 调控作用的机制解析

 1. HIV - 1 感染诱导 RPLP1 入核

 细胞定位分析发现,HIV - 1 感染会导致 RPLP1 进入细胞核。这种入核现象表明 RPLP1 在病毒感染后的调控作用可能发生在细胞核内,与病毒转录调控过程密切相关。

 2. RPLP1 通过竞争结合位点抑制转录

 机制研究表明,入核后的 RPLP1 通过竞争结合 HIV - 1 LTR 上 C/EBPβ结合位点,阻碍转录因子 C/EBPβ与 LTR 的相互作用,从而抑制 B 亚型 HIV - 1 的转录。而对于转录不依赖于 C/EBPβ的其他亚型 HIV - 1,RPLP1 则不发挥调控作用,进一步明确了 RPLP1 调控的特异性和分子机制。

研究意义与展望

 本研究的突破性进展在于首次揭示了RPLP1在HIV-1复制与潜伏调控中的作用,丰富了HIV-1潜伏机制的理解。以LTNPs患者为研究切入点,研究团队成功发现了RPLP1这一具有抑制HIV-1功能的宿主因子,为未来清除HIV潜伏库的研究提供了重要的科学依据。

 研究团队表示,RPLP1的发现为HIV潜伏感染的“Block and Lock”策略提供了新的线索。“Block and Lock”策略旨在通过阻断病毒激活和锁定潜伏状态来达到HIV的功能性治愈。未来若能在这一策略中利用RPLP1的调控功能,将有望发展出新的治疗手段。此外,随着对RPLP1生物学功能理解的深入,RPLP1可能成为抗HIV治疗中潜在的药物靶点,为艾滋病的功能性治愈开辟新的途径。

 吉林大学第一医院张文艳教授团队的研究为HIV潜伏感染的宿主调控机制揭示了新的分子基础。通过深入探索RPLP1对HIV-1复制与潜伏的抑制作用,该团队为理解HIV潜伏库的维持和潜伏感染的治愈策略提供了重要的科学支持。这一成果不仅在学术界具有重要意义,还为未来艾滋病治疗带来了新的希望。

标题:New breakthrough in the first college of Jilin University: RPLP1 regulates HIV-1 replication and latent mechanism.

作者:paperplaneTH

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