中美科学家miRNAs研究登上《自然-医学》

　　

生物通报道：来自美国托马斯杰弗逊大学（Thomas Jefferson University）医学系，人类病毒学中心，以及中山大学肿瘤防治中心（Cancer Center）的研究人员发现细胞mciroRNAs（miRNAs）抑制了休眠原代CD4⁺T细胞（resting primary CD4+ T cells）中HIV-1的产生，进而说明细胞中miRNAs对于HIV-1潜伏性至关重要，因此研究人员认为在miRNAs方面的研究也许能成为一种根除HIV-1的新方法。这一研究成果公布在《Nature Medicine》杂志上。

这一研究的通讯作者是来自托马斯杰弗逊大学的张辉副教授，其早年毕业于中山大学（中山医科大学)，现任托马斯杰佛逊大学医学院传染内科副教授。

人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus, HIV）是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒（Lentivirus），属反转录病毒的一种。普遍认为，人类免疫缺陷病毒的感染导致艾滋病（AIDS, Acquired Immunodeficiency Syndrome后天免疫缺乏症候群），艾滋病是后天性细胞免疫功能出现缺陷而导致严重机会感染及/或继发肿瘤并致命的一种疾病(人类天生具有免疫功能，当细菌、病毒等侵入人体时，在免疫功能正常运作下，就算生病了也能治愈。

目前认为I型HIV（HIV-1）在休眠原代CD4⁺T细胞中的潜伏是抑制性高效抗逆转录病毒治疗（highly active antiretroviral therapy ，HAART）病患中无法根除HIV病毒的主要原因，即使进行了优化的HAART治疗，可复制性（replication-competent）HIV-1仍然在原代CD4⁺T细胞中存活。

病毒生命周期中不同过程中的许多抑制因素都能对病毒潜伏性产生影响，在这篇文章中，研究人员发现细胞mciroRNAs（miRNAs）潜在的抑制了休眠原代CD4⁺T细胞中HIV-1的产生。这一过程主要是通过细胞中miRNAs簇靶向HIV-1 mRNAs的3'末端，其中的miRNAs包括miR-28, miR-125b, miR-150, miR-223和miR-382，这些miRNAs在休眠CD4⁺T细胞中比活性CD4⁺T细胞中多。

进一步的研究也表明，这些miRNAs的特异性抑制剂在作用于靶标mRNAs的同时，也会导致转染了HIV-1感染克隆的CD4⁺ T细胞中HIV-1蛋白的翻译，以及从HIV-1感染个体（抑制性HAART）分离出来的休眠CD4⁺ T细胞中HIV-1病毒的产生。

这些数据说明细胞中miRNAs对于HIV-1潜伏性至关重要，因此在miRNAs方面的研究也许能成为一种根除HIV-1的新方法。
（生物通：张迪）

原文摘要：
Nature Medicine 13, 1241 - 1247 (2007)
Published online: 30 September 2007 | doi:10.1038/nm1639
Cellular microRNAs contribute to HIV-1 latency in resting primary CD4+ T lymphocytes
『Abstract』

人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus, HIV）是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒（Lentivirus），属反转录病毒的一种。普遍认为，人类免疫缺陷病毒的感染导致艾滋病（AIDS, Acquired Immunodeficiency Syndrome后天免疫缺乏症候群），艾滋病是后天性细胞免疫功能出现缺陷而导致严重机会感染及/或继发肿瘤并致命的一种疾病(人类天生具有免疫功能，当细菌、病毒等侵入人体时，在免疫功能正常运作下，就算生病了也能治愈。然而，HIV所攻击的正是人体免疫系统的中枢细胞—T4淋巴细胞，致使人体丧失抵抗能力，不能与那些对生命有威胁的病菌战斗，从而使人体发生多种极为少见的、不可治愈的感染和肿瘤，最终导致感染者死亡。

值得一提的是，HIV本身并不会引发任何疾病，而是当免疫系统被HIV破坏后，人体由于失去抵抗能力而感染其他的疾病导致死亡
)。艾滋病自1981年在美国被识别并发展为全球大流行至2003年底，已累计导致两千余万人死亡。因为人类免疫缺陷病毒与艾滋病的密切关系，该病毒通常也俗称为“艾滋病病毒”或“艾滋病毒”。

人类免疫缺陷病毒作为反转录病毒，在感染后会整合入宿主细胞的基因组中，而目前的抗病毒治疗并不能将病毒根除。在2004年底，全球有约四千万被感染并与人类免疫缺陷病毒共同生存的人，该年并有三百余万人死于艾滋病；流行状况最为严重的仍是撒哈拉以南非洲，其次是南亚与东南亚，但该年涨幅最快的地区是东亚、东欧及中亚。

在人类免疫缺陷病毒感染病程的一些时期，特别是早期及末期，具有感染性的病毒颗粒会存在于含有免疫细胞、血浆、淋巴液或组织液的某些体液中，如血液、精液、阴道分泌液、乳汁、唾液或伤口分泌液；另一方面，病毒在体外环境中极不稳定。因此，人类免疫缺陷病毒的传播途径主要是不安全的性接触、静脉注射、输血、分娩、哺乳等；但通常的工作、学习、社交、或家庭接触，比如完整皮肤间的接触、共享坐便器、接触汗液等，不会传播人类免疫缺陷病毒；与唾液或泪液的通常接触（如社交吻礼或短暂接吻）也未有导致传播人类免疫缺陷病毒的报告。

张辉

中山医科大学医疗系八二届，和硕士研究生八八届。现任费城托马斯-杰佛逊大学医学院传染内科副教授，美东校友会理事。张辉于一九八八年来美，在纽约州立大学上州医学中心直接攻读微生物学博士学位。九三年毕业后到杰佛逊大学医学院作博士后和研究助理。九七年被聘为tenure-track 助理教授，2001年升为副教授至今。

科研方向是HIV的分子生物学和抗HIV药物的开发。作为第一作者或责任作者，他已在诸多高影响的杂志，比如“自然 (Nature)” ，“新英格兰医学杂志(NEJM)” ，“美国科学院院报(PNAS)”, “生物化学杂志(JBC) ” ，“病毒学杂志(JVI) ” 上发表论文。在很多有影响的专业会议上作重点发言(keynote speech)和一般发言(talk)。作为 Principle Investigator (PI), 现有两个RO1 NIH 基金 (AI047720 和 AI058798)。作为副主编，他还参与了中国医药高校研究生教材“分子病毒学” 的编辑工作，执笔编写了“人类免疫缺陷性病毒(HIV) ” 一章。最近与母校的科研人员合作，参与了重组SARS疫苗的开发和SARS病毒的分子病理学的研究。

Qualifications ：

Ph.D., State University of New York, Health Science Center at Syracuse, Microbiology and Immunology, 1994
M.D., Sun Yatsen (Zhongshan) University, Medical School, China, 1982

专利权：Innovations

1. Zhang H and Pomerantz RJ: A method for increasing transduction efficiency of recombinant retroviral vectors. US patent No: 5,763,242.
2. Zhang H, Pomerantz RJ, and Yang, B: Multimerization of HIV-1 Vif protein as a potential anti-HIV-1 therapeutic target. US patent No: 6,653,443. International patent, pending
3. Zhang H: Method to search peptide inhibitors to block the entrance of any plant, animal, or human viruses. US patent pending.


主要著作：Publications (in English only)

1. Zhang H, Zhang Y, Spicer TP, Abbott LZ, Abbott M, Poiesz BJ. Reverse transcription takes place within extracellular HIV-1 virions: potential biological significance. AIDS Research and Human Retroviruses. 1993. 9:1287-1296
2. Zhang H, Zhang Y, Spicer T, Henrard D, Poiesz BJ. Nascent human immunodeficiency virus type 1 reverse transcription occurs within an enveloped particle. Journal of Virology. 1995. 69: 3675-3682
3. Zhang H, Bagasra O, Niikura M, Poiesz BJ, Pomerantz RJ. Intravirion reverse transcripts in the peripheral blood plasma on human immunodeficiency virus type 1-infected individuals. Journal of Virology 1994. 68: 7591-7597
4. Duan L, Zhang H, Oakes JW, Bagasra O, Pomerantz RJ. Molecular and virological effects of intracellular anti-Rev single-chain variable fragments on the expression of various human immunodeficiency virus-1 strains. Human Gene Therapy. 1994.
5: 1315-1324 5. Bagasra O, Seshama T, Zhang H, Bobroski L, Dornadula G, Saikumari P, Pomerantz RJ. One-step amplification of HIV-1 mRNA and at a single-cell level by in situ PCR. Cell Vision. 1995. 2: 425-429.
6. Zhang H, Duan LX, Dornadula G, Pomerantz RJ. Increasing transduction efficiency of recombinant murine retrovirus vectors by initiation of endogenous reverse transcription: potential utility for genetic therapies. Journal of Virology. 1995. 69: 3929-3932
7. Zhang H, Dornadula G, Wu Y, Havlir D, Richman DD, Pomerantz RJ. Kinetic analysis of intravirion reverse transcription in the blood plasma of human immunodeficiency virus type 1-infected individuals: direct assessment of resistance to reverse transcriptase inhibitors in vivo. Journal of Virology. 1996. 70: 628-634
8. Zhang H, Dornadula G, Pomerantz RJ. Endogenous reverse transcription of human immunodeficiency virus type 1 in physiological microenviroments: an important stage for viral infection of nondividing cells. Journal of Virology. 1996. 70: 2809-2824
9. Zhang H, Dornadula G, Alur P, Laughlin MA, Pomerantz RJ. Amphipathic domains in the C terminus of the transmembrane protein (gp41) permeabilize HIV-1 virions: a molecular mechanism underlying natural endogenous reverse transcription. Proceedings of the National Academy of Sciences (USA). 1996. 93: 12519-1252
10. Niikura M, Dornadula G, Zhang H, Mukhtar M, Lingxun D, Khalili K, Bagasra O, Pomerantz RJ. Mechanisms of transcriptional transactivation and restriction of human immunodeficiency virus type I replication in an astrocytic glial cell. Oncogene. 1996. 13: 313-322
11. Dornadula G, Zhang H, Bagasra O, Pomerantz RJ. Natural endogenous reverse transcription of simian immunodeficiency virus. Virology. 1997. 227: 260-267
12. Zhang H, Dornadula G, Pomerantz RJ. Natural endogenous reverse transcription of HIV type 1 (Review). AIDS Research and Human Retroviruses. 1998. 14: S93-95
13. Zhang H, Dornadula G, Beumont M, Livornese L Jr, Van Uitert B, Henning K, Pomerantz RJ. Human immunodeficiency virus type 1 in the semen of men receiving highly active antiretroviral therapy. New England Journal of Medicine. 1998. 339: 1803-1809
14. Zhang H, Dornadula G, Pomerantz RJ. Natural endogenous reverse transcription of HIV-1 (Review). Journal of Reproductive Immunology. 1998. 41: 255-260.
15. Dornadula G, Zhang H, Shetty S, Pomerantz RJ. HIV-1 virions produced from replicating peripheral blood lymphocytes are more infectious than those from nonproliferating macrophages due to higher levels of intravirion reverse transcripts: implications for pathogenesis and transmission. Virology. 1999. 253: 10-16
16. Kubota S, Zhang H, Kitahara S, Pomerantz RJ. Role of lentiviral lytic polypeptide I (LLP-1) in the selective cytotoxicity of g-glutamylcysteine ethyl ester against human immunodeficiency virus type 1-producing cells. Antiviral Chemistry and Chemotherapy. 1999. 10: 121-127.
17. Dornadula G, Zhang H, Van Uitert B, Stern J, Livornese L Jr, Ingerman MJ, Witek J, Kedanis RJ, Natkin J, DeSimone J, Pomerantz RJ. Residual HIV-1 RNA in the blood plasma of patients on suppressive highly active antiretroviral therapy (HAART). JAMA. 1999. 282: 1627-1632.
18. Zhang H, Dornadula G, Orenstein J, Pomerantz RJ. Morphologic changes in HIV-1 virions secondary to intra-virion reverse transcription: evidence indicating that reverse transcription may not take place within the intact viral core. Journal of Human Virology. 2000. 3: 165-72
19. Dornadula G, Yang SC, Pomerantz RJ, Zhang H*. Partial rescue of the Vif-negative phenotype of mutant HIV-1 viruses from non-permissive cells by intravirion reverse transcription. Journal of Virology. 2000. 74: 2594-2602.
20. Zhang H*, Pomerantz RJ, Dornadula G, Sun Y. HIV-1 Vif protein is an integral component of an mRNP complex of viral RNA and could be involved in the viral RNA folding and packaging process. Journal of Virology. 2000. 74: 8252-8261.
21. Dornadula G, Nunnari G, Vanella M, Roman JR, Babinchak T, DeSimone J, Stern J, Braffman M, Zhang H, and Pomerantz RJ. Human Immunodeficiency Virus Type 1-Infected Persons with Residual Disease and Virus Reservoirs on Suppressive Highly Active Antiretroviral Therapy Can Be Stratified into Relevant Virologic and Immunologic Subgroups. Journal of Infectious Diseases. 2001. 183: 1682-1687.
22. Pomerantz RJ and Zhang H: Residual HIV-1 Persistence during suppressive HAART (Review). Current Clinical Topics in Infectious Diseases. 2001. 21: 1-30.
23. Yang SC, Sun Y, Zhang H*. The multimerization of human immunodeficiency virus type I (HIV-1) Vif proteins: A requirement for Vif function in the viral life cycle. Journal of Biological Chemistry. 2001. 276: 4889-4893.
24. Nunnari G, Otero M, Dornadula G, Vanella M, Zhang H, Frank I, and Pomerantz RJ. Residual HIV-1 disease in seminal cells of HIV-infected men on suppressive HAART: latency without on-going cellular infections. AIDS. 2001. 15: 1-7
25. Kulkosky J, Nunnari G, Otero M, Calarota S, Dornadula G, Zhang H, Malin A, Sullivan J, Xu Y, DeSimone J, Babinchak T, Stern J, Cavert W, Haase A, Pomerantz RJ. Intensification and stimulation therapy for human immunodeficiency virus type 1 reservoirs in infected persons receiving virally suppressive highly active antiretroviral therapy. Journal of Infectious Diseases. 2002. 186: 1403-1411
26. Mascio MD, Dornadula G, Zhang H, Sullivan J, Xu Y, Kulkosky J, Pomerantz RJ, Perelson AS. In a subset of subjects on highly active antiretroviral therapy, human immunodeficiency virus type 1 RNA in plasma decays from 50 to <5 Copies per milliliter, with a half-life of 6 months. Journal of Virology. 2003. 77: 2271-2275.
27. Yang B, Gao L, Li L, Lu Z, Fan X, Patel CA, Pomerantz RJ, DuBois GC, Zhang H*. Potent suppression of viral infectivity by peptides that inhibit multimerization of human immunodeficiency virus type I (HIV-1) Vif proteins. Journal of Biological Chemistry. 2003. 278: 6596 - 6602
28. Zhang H*, Yang B, Pomerantz RJ, Zhang C, Arunachalam SC, Gao L. The cytidine deaminase CEM15 induces hypermutation in newly-synthesized HIV-1 DNA. Nature. 2003. 424: 94-98.
29. Gallego J, Greatorex J, Zhang H, Yang B, Arunachalam S, Fang J, Seamons J, Lea S, Pomerantz R, Lever AM. Rev binds specifically to a purine loop in the SL1 region of the HIV-1 leader RNA. Journal of Biological Chemistry. In press. 2003 Jul 8 [Epub ahead of print].
30. Zhang H*. CEM15 (APOBEC3G) versus HIV-1 Vif: a story of defense and anti-defense: (Invited review). Journal of Molecular Medicine. Submitted.