解開HIV研究的一個長期謎團
日期:2016-06-22 08:54:41
最近,芝加哥洛約拉大學的科學家們解決了長期以來困擾HIV研究人員的一個謎團:HIV如何設法進入免疫系統細胞的細胞核?
這一研究結果發表在國際著名病原學期刊《PLOS Pathogens》,可能為HIV/AIDS治療帶來有效的新藥物。本文通訊作者是芝加哥洛約拉大學特里奇醫學院微生物和免疫學系副教授Edward M. Campbell。
HIV能夠感染并殺死免疫系統細胞,包括T細胞和巨噬細胞。這會削弱免疫系統,使患者容易受到常見細菌、病毒和其他病原體的攻擊,在具有健康免疫系統的人當中,它們通常不會造成問題。
一旦HIV進入細胞后,它必須找到一種方式進入細胞核——包含細胞DNA的隔室。許多相關病毒一直等到細胞分裂才能進入細胞核,此時細胞核周圍的防護膜分解。但是HIV有著狡猾的能力,可進入非分裂的、具有完整核膜的細胞的細胞核。
HIV如何通過核膜,一直是一個謎。在某種程度上,這是由于HIV核心(保護HIV基因組的蛋白質殼)比包膜的孔隙大50%。這些孔隙通常可使細胞蛋白質和其他材料,在細胞核和細胞的其他部分之間來回往返。
Campbell和他的同事們發現,一個稱為KIF5B的馬達蛋白,可以某種方式與HIV-1的核心和核膜孔相互作用,從而允許HIV進入細胞核。通常KIF5B可在細胞內運輸各種貨物,遠離細胞核。但是HIV可劫持KIF5B用于不同的目的:它會誘使KIF5B撕下幾塊核膜,并將它們運輸遠離細胞核,從而使孔隙足夠寬,以讓HIV通過。
這一結果為抗擊HIV開辟了一種新的策略。開發一種藥物阻止KIF5B破壞核孔,將能夠阻止HIV溜進細胞核而不被發現。這將給免疫系統足夠的時間,發出警報攻擊并摧毀HIV。
在細胞質中(細胞核外的一部分) ,細胞有檢測病毒及其DNA的監管機制。但是HIV通常可在被這些機制檢測到之前,就進入細胞核。捕獲細胞質中的HIV,不僅能防止感染,而且也可能致使HIV被發現,從而引發免疫反應。
Campbell說:“這就像使得銀行金庫難以進入。除了讓里面的錢更安全之外,還增加了敲警鐘和抓住竊賊的可能性。”
HIV是一個狡猾的家伙,例如,2013年發表在《免疫》(Immunity)雜志上的一項研究,揭示了HIV-1通過讓患者的免疫系統看不見它而逃避檢測的機制,與之相反HIV-2則可觸發患者體內保護性的免疫反應。了解HIV-1這種“隱身衣”的作用機制有可能促使開發出有效的抗HIV-1疫苗。相關閱讀:Immunity揭示HIV-1的隱身衣。
去年6月份,埃默里大學醫學院、Yerkes國家靈長類動物研究中心和亞特蘭大兒童保健中心的病毒學家們發現,包膜蛋白“尾部”的一小部分,是其融入病毒顆粒所必需的。相關研究結果發表在《美國科學院院報》(PNAS)。
今年4月份,北卡羅萊納大學(UNC)醫學院和Sanford Burnham Prebys醫學發現研究所(SBP)的科學家們,發現了一個人類(宿主)蛋白,可削弱人體對HIV和其他病毒的免疫反應。這些研究結果發表于《Cell Host & Microbe》。
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