Cell：新图谱全面揭示HIV与人类T细胞的相互作用

　　

与其他病毒一样，人类免疫缺陷病毒（HIV）也是诈骗高手，它仅用九个基因就能劫持人体复杂的细胞机制。然而，尽管研究已达数十年，但促进或抑制HIV感染的宿主因子仍未全面鉴定。

近日，格拉斯通研究所和加州大学旧金山分校的科学家们绘制出首张完整的遗传图谱，展示HIV如何与真实的人类细胞相互作用，为了解HIV开辟了新的途径。这项研究成果于4月20日发表在《Cell》杂志上。

共同通讯作者、格拉斯通研究所的Alex Marson博士表示：“HIV成为全球危机已超过40年。通过研究人类T细胞（病毒的主要靶点），我们最终确定了影响它们是否能被HIV感染的基因，其中许多基因是此前未知的。”

HIV主要感染CD4+ T细胞，这些细胞负责协调人体的免疫反应。然而，大多数HIV研究都是在“永生化”细胞系中进行的。但由于这些细胞并非直接来源于人类捐献者，因此它们与人体内实际发生的情况关联性不佳。

第一作者兼通讯作者、格拉斯通研究所的Ujjwal Rathore博士表示：“使用真实的人类T细胞进行研究的一大挑战是，它们很难被HIV感染；在整个培养皿中，通常只有1%或2%的细胞被感染。我们花了多年时间来优化，现在已经能够用病毒感染高达70%的细胞。”

在完成这项工作后，研究人员采用CRISPR基因编辑技术，系统分析了2万个人类基因，以确定哪些基因被病毒劫持，哪些基因会进行反击。

他们采取了CRISPR敲除和CRISPR激活的两步法策略：首先，他们破坏了各个人类基因，以确定HIV生存所需的基因。然后，他们分别提高每个基因的活性，使其过表达蛋白质，这样有助于找到能够有效抵御病毒的蛋白质。

通过这些工作，研究人员发现了数百种蛋白质，它们在人类T细胞中发挥一定作用，促进或抑制HIV感染。

CRISPR激活（CRISPRa）筛选发现了多个有效的抗病毒因子，其中两种因其强大的抗病毒特性而脱颖而出。这两种蛋白质分别被称为“PI16”和“PPID”，此前从未被发现与HIV感染相关。

研究人员发现，提高PI16水平可阻止HIV与T细胞融合，这样就能在早期防止感染，而PPID（Cyp40）会在病毒进入细胞后对其发挥作用，限制HIV进入细胞核并开始自我复制。

共同第一作者、格拉斯通研究所的Eli Dugan博士说：“我们在实验室里找到了调整PPID的方法，使其限制HIV的效果提高了十倍。”

研究团队联系了加州大学旧金山分校的Jay Levy博士，他曾在1983年独立鉴定出HIV病毒。Levy博士分享了在艾滋病发现初期从患者身上分离出的罕见病毒样本。

“我们发现，提高人类T细胞中的PPID或PI16水平可减少HIV感染，证明这些新发现的蛋白质甚至可以阻止最具侵袭性的HIV野毒株，” Rathore博士谈到。

尽管HIV现在可通过抗逆转录病毒疗法来控制，但治疗一旦停止，病毒就会卷土重来。这是因为即使在接受治疗的患者身上检测不到HIV，但病毒从未真正消失，它一直潜伏在人体内。

研究人员希望通过CRISPR筛选方法来解决这个问题。“我们还没有一个好的模型来鉴定HIV潜伏期中的重要参与者。现在，我们有了一个平台，希望了解如何清除现有药物无法触及的隐藏HIV，” Rathore博士说。

总的来说，这些数据定义了原代人类T细胞中HIV与宿主相互作用的景观，并揭示了调节感染的新机制。这项研究也为科学家们探究艾滋病提供了强大的新资源。