HIV-1 Tat蛋白诱导Jurkat白血病T淋巴细胞非经典核输出与继发性坏死的超微结构研究

这篇综述通过扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）揭示了HIV-1 LTR CAT-TAT-72转染的Jurkat细胞中Tat蛋白介导的异常核输出机制及继发性坏死过程。研究发现，转染细胞通过内质网-线粒体膜通道实现病毒转录产物的非经典分泌，并形成“病毒学突触”（virological synapses）促进细胞凋亡。该研究为HIV-1感染中T淋巴细胞衰竭机制提供了超微结构证据，对理解艾滋病（AIDS）免疫缺陷病理具有重要意义。

　　

引言

人类免疫缺陷病毒（HIV-1）的高效转录和复制依赖于其反式激活蛋白Tat（Trans-activator of transcription）。作为慢病毒属（Lentivirus）的代表，HIV-1通过长期潜伏和免疫系统破坏导致获得性免疫缺陷综合征（AIDS）。研究采用人白血病T淋巴细胞（Jurkat细胞）模型，通过转染HIV-1 LTR CAT-TAT-72质粒（CTJ细胞）及pcDNA3-pU3R-CAT-TAT-72电穿孔转染（TJ细胞），揭示了Tat蛋白如何通过非经典途径介导细胞死亡。

材料与方法

细胞模型

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  野生型（WT）Jurkat细胞：源自急性T淋巴细胞白血病患者，培养于含10%胎牛血清（FCS）的RPMI 1640培养基。

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  转染细胞：CTJ细胞通过HIV-1 LTR CAT-TAT-72质粒转染，TJ细胞通过电穿孔联合G418筛选获得稳定克隆。

形态学分析

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  扫描电镜（SEM）：细胞经3.5%戊二醛固定，临界点干燥后观察表面结构。

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  透射电镜（TEM）：样品经锇酸-钌酸双固定，环氧树脂包埋后切片分析。

结果

WT与CTJ细胞对比

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  WT细胞呈球形，直径9.5-12.5 μm，具典型uropod（尾足）结构。

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  CTJ细胞核内出现卡哈尔体（Cajal bodies），并通过核膜“爆发式”破裂将内容物经内质网-线粒体膜通道释放（图8-10）。

TJ细胞的死亡特征

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  多形性：出现巨型细胞（直径达65 μm）和小细胞共存现象。

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  病毒学突触：巨型细胞通过杯状突触捕获周围小细胞，诱导其凋亡并继发坏死（图13-14）。

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  坏死标志：细胞质渗透性肿胀，核碎片呈多角形块状散布（图17-18）。

讨论

核输出机制

Tat蛋白通过改变核孔复合体构象，迫使核内积累的转录产物（如LTR-CAT）经内质网-线粒体连续膜系统外排。这一过程绕过高尔基体，类似猫白血病细胞的核膜爆发现象。

免疫耗竭意义

TJ细胞死亡以继发性坏死为主，伴随线粒体嵴断裂和核糖体解离。这种模式可能模拟HIV-1感染中CD4⁺ T细胞的衰竭过程，为靶向Tat的艾滋病治疗提供新思路。

结论

研究首次在超微结构层面阐明HIV-1 Tat通过非经典分泌途径导致淋巴细胞死亡，揭示了病毒蛋白持续表达如何通过“核爆发-突触传递-继发坏死”三联征促进免疫系统崩溃。未来需进一步探索Tat抑制剂对核膜稳定性的干预潜力。