中国学者973项目发现粒细胞在HIV-1感染中的新功能

　　

　5月27日，国际学术期刊Journal of Virology 在线发表了中国科学院上海巴斯德研究所王建华课题组的最新研究成果Human blood circulating basophils capture HIV-1 and mediate viral trans-infection of CD4+ T cells，该研究发现了人粒细胞促进HIV-1感染传播的新功能。

　　粒细胞由骨髓造血干细胞分化而来，细胞核呈分叶状，主要包括嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞，其中中性粒细胞占白细胞的50-60%，嗜碱和嗜酸性粒细胞大约分别占1%和6%。在病原入侵或病理条件下，粒细胞会被招募到外周组织参与炎症反应。由于三种粒细胞几乎不表达HIV-1受体CD4和辅助受体CXCR4, 在HIV-1感染研究中很容易被忽略。粒细胞在HIV-1感染和致病中的作用研究较少，但关于HIV-1感染导致中性粒细胞功能损伤的研究已见诸报道。

　　上海巴斯德所博士研究生江爱平和研究助理蒋金凤在研究员王建华的指导下，从健康人外周血纯化出嗜酸、嗜碱和中性粒三种粒细胞，研究其与HIV-1的相互作用。研究发现，三种粒细胞虽然都不能被HIV-1直接感染（cis-infection），却能捕捉HIV-1并把所捕捉的感染性病毒颗粒传递给CD4+T细胞，增强病毒的传播感染（trans-infection）。嗜碱性粒细胞表面表达如 C-type lectin DC-SIGN和硫酸肝素蛋白聚糖（HSPG）等多种细胞分子，具备最强的病毒捕捉和传递的能力；中性粒细胞虽然表达C-type lectin DCIR，但DCIR结合HIV-1 gp120糖蛋白能力较弱；嗜酸性粒细胞表达α4β7整合素，但整合素处于未活化形式，也决定了其与中性粒细胞一样，具备较低的捕捉和传递HIV-1的能力。

　　课题组通过与昆明医学院第一附属医院、昆明第三人民医院合作，利用HIV-1感染病人，发现无论CD4+ T细胞的持续丢失或机会性病原体感染的发生都不能显著减少血液中粒细胞的数量。研究结果表明粒细胞在持续捕捉、传递和增强病毒感染的危险性，同时为HIV-1/AIDS的治疗提供新的策略。
    该研究得到中科院****、国家基金委面上项目及科技部“973”计划等项目资助。

　　图：嗜碱性粒细胞和T细胞形成病毒感染性突触结构(IS)促进HIV-1的传播感染。(A)电镜下观察嗜碱性粒细胞捕捉HIV-1病毒；(B)电镜下观察嗜碱性粒细胞和T细胞形成IS，招募病毒颗粒至细胞接触位点；(C)激光共聚焦显微镜下观察IS的形成、HIV-1病毒颗粒以及C-type lectin DC-SIGN至IS位点的招募；(D)嗜碱性粒细胞(Basophil)和T细胞形成IS促进HIV-1的传播感染的模式图。

原文摘要：

Human blood circulating basophils capture HIV-1 and mediate viral trans-infection of CD4+ T cells

Cell-associated HIV-1 infection has been proposed to play a pivotal role in the spread of HIV-1 infection. Granulocytes are a category of white blood cells, comprising mainly basophils, neutrophils and eosinophils, and participate in various inflammatory reactions and defense against pathogens. Here, we investigated the role of human blood granulocytes in the dissemination of HIV-1. These cells were found to express a variety of HIV-1 attachment factors (HAFs). Basophils expressed HAFs DC-SIGN, DCIR, HSPG and α4β7 integrin, and mediated the most efficient capture of HIV-1 on the cell surface. Neutrophils were found to express DCIR, and demonstrated limited efficiency of viral capture. Eosinophils expressed α4β7 integrin, but exhibited little or no virus-binding capacity. . Intriguingly, following direct contact with CD4+ T cells, viruses harbored on the surface of basophils-were transferred to T cells. The contact between basophils and CD4+ T cells and formation of infectious synapses appeared necessary for efficient HIV-1 spread. In HIV-1 infected individuals, the frequency of basophils remained fairly stable over the course of disease, regardless of CD4+ T depletion or the emergence of AIDS-associated opportunistic infections. . Collectively, our results provide novel insights into the roles of granulocytes, particularly basophils, in HIV-1 dissemination. Thus, strategies designed to prevent basophil-mediated viral capture and transfer may be developed into a new form of therapy.