Nature：直击艾滋病毒的缺陷

最近，来自瑞士日内瓦大学（UNIGE）的研究人员，通过发现了SERINC5蛋白，破解了HIV病毒库中的重要缺陷。相关研究结果发表在最近的《Nature》杂志。

　　

生物通报道：HIV是一种复杂的病毒。过去30年开展的研究虽然已经帮助我们了解了其生物学的大部分，但是它的感染过程仍然不太明确。其中包括Nef（一个HIV辅助蛋白）在感染过程中的确切作用。如果没有它，变弱的HIV病毒就失去其大部分的致病能力。因此，很有必要确定HIV传染性被破坏的确切机制，以及由哪个细胞蛋白负责。最近，来自瑞士日内瓦大学（UNIGE）的研究人员，通过发现了SERINC5蛋白，破解了HIV病毒库中的这个重要缺陷。相关研究结果发表在最近的《Nature》杂志。延伸阅读：唤醒HIV 根除艾滋病。

我们的细胞为了保护自己免受病毒感染，会使用各种生物武器。但是病毒比构成我们的真核细胞突变的更快，这就是为什么它们有所谓的“对策”蛋白，让它们转移我们免疫系统的有效性。Nef蛋白似乎是其中一个对策蛋白，已知它在HIV复制和艾滋病的发展中起着根本性的作用。Nef是多功能的，尤其是它能够改变T淋巴细胞和巨噬细胞的激活状态，这些细胞对于我们的免疫机制必不可少。然而，这些监管功能并不能解释Nef的另一个作用：它能够增强病毒颗粒的传染性。

本文共同作者、日内瓦大学医学系Stylianos Antonarakis研究小组的生物信息学和计算生物学家Federico Santoni解释说：“当病毒在一个细胞中复制时，它利用Nef来中和特定的蛋白质，这些蛋白质的功能是保护细胞抵御HIV。因此，我们的目标是，确定这个未知的蛋白，以了解为什么有些细胞比其他细胞更易受HIV的感染。”

寻找保卫我们细胞的蛋白质
为了确定那些最易感染和最不可能感染HIV的细胞系，研究人员检测了来自不同器官的细胞系。为此，他们将Nef从病毒中去除，以确定Nef通常抑制的微生物元素中，哪些可解释这或大或小的感染灵敏度。由于UNIGE开发的大规模生物统计技术，科学家们能够在每一个细胞系中测量，其对HIV-1 Nef的可接受性和蛋白转录量（换句话说，存在于细胞表面的数十个蛋白的表达水平）之间的相关水平，以确定那些会使细胞有效对抗HIV的元素。科学家们发现，在对HIV-1 Nef敏感性最小的细胞系中，一个膜蛋白，称为SERINC5，呈高表达，而它在对病毒敏感的细胞系中则没有——或几乎没有表达。

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本文共同研究人员、意大利特兰托大学的HIV病毒学家Massimo Pizzato，详述了Nef如何能够抑制这种蛋白质，并有利于HIV感染：“这种机制分成两个阶段发生。当HIV从Nef蛋白上剥落，渗透并感染一个细胞时，它的成功没有任何问题。然后，病毒正常复制。但是当它再次出现，在另一个细胞中继续其破坏性的工作时，它需要一部分被感染的细胞膜来建造它自己的膜。随之，它也携带了被攻击细胞的膜上所发现的SERINC5蛋白。从那时起，当病毒试图感染另一个细胞时，SERINC5就充当一个报警信号，并提醒细胞病原体来了。因此，病毒不再具有穿透性。”因此，Nef蛋白，通过抑制SERINC5，是HIV感染的一个关键元素。

强化SERINC5
通常，Nef能够中和SERINC5。然而，研究表明，如果SERINC5高度表达，Nef就不再能够抵消它，这大大降低了病毒感染的能力。因此，目标是逆转有利于SERINC5的势力均衡。SERINC5不是第一个被发现的抗逆转录因子。确实如此，我们发现了一个新的元素，但是，最重要的是，我们破译了一种非常不同的作用机制。此外，与此前发现的抗逆转录病毒因子相反，它们是由干扰素（免疫系统的某些细胞响应病原体而产生的一种蛋白物质）激活，SERINC5在我们免疫系统的所有细胞中是持续表达的。”

“现在，我们需要就这一防御机制开展相关工作，以评估如何在新的治疗策略中利用这个漏洞，通过加强所有细胞中存在的SERINC5，或通过改变它的结构使它能逃脱Nef的抑制。这是一项长期的研究！”

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
HIV-1 Nef promotes infection by excluding SERINC5 from virion incorporation
Abstract：HIV-1 Nef, a protein important for the development of AIDS, has well-characterized effects on host membrane trafficking and receptor downregulation. By an unidentified mechanism, Nef increases the intrinsic infectivity of HIV-1 virions in a host-cell-dependent manner. Here we identify the host transmembrane protein SERINC5, and to a lesser extent SERINC3, as a potent inhibitor of HIV-1 particle infectivity that is counteracted by Nef. SERINC5 localizes to the plasma membrane, where it is efficiently incorporated into budding HIV-1 virions and impairs subsequent virion penetration of susceptible target cells. Nef redirects SERINC5 to a Rab7-positive endosomal compartment and thereby excludes it from HIV-1 particles. The ability to counteract SERINC5 was conserved in Nef encoded by diverse primate immunodeficiency viruses, as well as in the structurally unrelated glycosylated Gag from murine leukaemia virus. These examples of functional conservation and convergent evolution emphasize the fundamental importance of SERINC5 as a potent anti-retroviral factor.