巨胞饮体介导HIV-1进入原代CD4+ T细胞的关键机制及其抗病毒治疗潜力

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4

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  (编辑推荐)本研究首次揭示HIV-1通过巨胞饮作用(macropinocytosis)进入原代CD4+ T细胞的分子机制。通过SOS Env病毒模型和显微成像技术,证实HIV-1可在巨胞饮体(macropinosomes)膜上发生融合,且巨胞饮抑制剂EIPA能显著抑制病毒内化、融合及感染。该发现为靶向宿主细胞 entry pathway 的抗HIV策略提供了新思路。

  

研究背景

HIV-1进入靶细胞的路径长期存在争议,尤其在原代CD4+
T细胞(主要宿主细胞)中,病毒究竟通过质膜还是内体途径进入尚未明确。既往研究表明,HIV-1可在中性pH条件下融合,暗示内体酸化非必需,但温度敏感性实验又提示内吞作用参与其中。巨胞饮作用作为一种依赖肌动蛋白的大规模内吞形式,在巨噬细胞和癌细胞中已被证实介导病毒进入,但其在原代CD4+
T细胞中的作用未被探索。

研究方法与发现

HIV-1通过巨胞饮体进入原代CD4+

T细胞
研究团队利用工程化SOS Env病毒(含gp120-gp41二硫键)结合膜不通透融合抑制剂T-20,发现HIV-1在原代CD4+
T细胞中可通过质膜和内体(37°C形成)双重途径进入,而T细胞系(A3.01和Jurkat)仅依赖质膜途径。通过特异性抑制剂EIPA和J/B(jasplakinolide/blebbistatin)处理,证实巨胞饮抑制可减少病毒内化(NanoLuc标记实验显示降低30-50%)及融合(BlaM-Vpr实验显示抑制50%)。

显微成像验证病毒-巨胞饮体共定位

双荧光标记(Gag-iVenus/mScarlet-Vpr)的HIV-1与BSA-AlexaFluor647共定位分析显示,约55%病毒颗粒进入巨胞饮体,且EIPA处理显著降低共定位率。进一步通过MA-3xHA标记技术,首次捕捉到HIV-1在完整巨胞饮体膜上的融合事件(T-20敏感),证实巨胞饮体是功能性融合位点。

巨胞饮抑制剂的抗病毒效应

EIPA通过阻断mTORC1活性(S6蛋白磷酸化降低)和病毒进入双重机制抑制感染,但对T细胞系无效。值得注意的是,AZD2014(mTOR抑制剂)仅轻微影响感染,提示EIPA的抗病毒作用主要源于对entry步骤的干扰。

机制探讨与意义

研究揭示了温度敏感性的关键矛盾:22°C时巨胞饮失活而其他内吞途径持续,解释了既往关于HIV-1进入位点的争议。此外,巨胞饮体可能富集CD4/CCR5/CXCR4等受体,或排除干扰素诱导跨膜蛋白(IFITM)等抗病毒因子,为病毒创造有利环境。

应用前景

该研究不仅阐明原代CD4+
T细胞特异性依赖巨胞饮的分子基础,还为开发靶向宿主内吞途径的抗HIV药物提供了理论依据。未来需进一步解析巨胞饮体膜蛋白组成及其与病毒协同进化的关系。

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