HIV是一種復雜的病毒。過去30年開展的研究雖然已經幫助我們了解了其生物學的大部分，但是它的感染過程仍然不太明確。其中包括Nef（一個HIV輔助蛋白）在感染過程中的確切作用。如果沒有它，變弱的HIV病毒就失去其大部分的致病能力。因此，很有必要確定HIV傳染性被破壞的確切機制，以及由哪個細胞蛋白負責。最近，來自瑞士日內瓦大學（UNIGE）的研究人員，通過發現了SERINC5蛋白，破解了HIV病毒庫中的這個重要缺陷。相關研究結果發表在最近的《Nature》雜志。

我們的細胞為了保護自己免受病毒感染，會使用各種生物武器。但是病毒比構成我們的真核細胞突變的更快，這就是為什么它們有所謂的“對策”蛋白，讓它們轉移我們免疫系統的有效性。Nef蛋白似乎是其中一個對策蛋白，已知它在HIV復制和艾滋病的發展中起著根本性的作用。Nef是多功能的，尤其是它能夠改變T淋巴細胞和巨噬細胞的激活狀態，這些細胞對于我們的免疫機制必不可少。然而，這些監管功能并不能解釋Nef的另一個作用：它能夠增強病毒顆粒的傳染性。

本文共同作者、日內瓦大學醫學系Stylianos Antonarakis研究小組的生物信息學和計算生物學家Federico Santoni解釋說：“當病毒在一個細胞中復制時，它利用Nef來中和特定的蛋白質，這些蛋白質的功能是保護細胞抵御HIV。因此，我們的目標是，確定這個未知的蛋白，以了解為什么有些細胞比其他細胞更易受HIV的感染。”

尋找保衛我們細胞的蛋白質

為了確定那些最易感染和最不可能感染HIV的細胞系，研究人員檢測了來自不同器官的細胞系。為此，他們將Nef從病毒中去除，以確定Nef通常抑制的微生物元素中，哪些可解釋這或大或小的感染靈敏度。由于UNIGE開發的大規模生物統計技術，科學家們能夠在每一個細胞系中測量，其對HIV-1 Nef的可接受性和蛋白轉錄量（換句話說，存在于細胞表面的數十個蛋白的表達水平）之間的相關水平，以確定那些會使細胞有效對抗HIV的元素。科學家們發現，在對HIV-1 Nef敏感性最小的細胞系中，一個膜蛋白，稱為SERINC5，呈高表達，而它在對病毒敏感的細胞系中則沒有——或幾乎沒有表達。

本文共同研究人員、意大利特蘭托大學的HIV病毒學家Massimo Pizzato，詳述了Nef如何能夠抑制這種蛋白質，并有利于HIV感染：“這種機制分成兩個階段發生。當HIV從Nef蛋白上剝落，滲透并感染一個細胞時，它的成功沒有任何問題。然后，病毒正常復制。但是當它再次出現，在另一個細胞中繼續其破壞性的工作時，它需要一部分被感染的細胞膜來建造它自己的膜。隨之，它也攜帶了被攻擊細胞的膜上所發現的SERINC5蛋白。從那時起，當病毒試圖感染另一個細胞時，SERINC5就充當一個報警信號，并提醒細胞病原體來了。因此，病毒不再具有穿透性。”因此，Nef蛋白，通過抑制SERINC5，是HIV感染的一個關鍵元素。

強化SERINC5

通常，Nef能夠中和SERINC5。然而，研究表明，如果SERINC5高度表達，Nef就不再能夠抵消它，這大大降低了病毒感染的能力。因此，目標是逆轉有利于SERINC5的勢力均衡。SERINC5不是第一個被發現的抗逆轉錄因子。確實如此，我們發現了一個新的元素，但是，最重要的是，我們破譯了一種非常不同的作用機制。此外，與此前發現的抗逆轉錄病毒因子相反，它們是由干擾素（免疫系統的某些細胞響應病原體而產生的一種蛋白物質）激活，SERINC5在我們免疫系統的所有細胞中是持續表達的。”

“現在，我們需要就這一防御機制開展相關工作，以評估如何在新的治療策略中利用這個漏洞，通過加強所有細胞中存在的SERINC5，或通過改變它的結構使它能逃脫Nef的抑制。這是一項長期的研究！”