ART治疗个体的直肠与脂肪HIV-1储存库相对于配对PBMC的整合转录组分析

《Frontiers in Immunology》：Integrated transcriptomic profiling of rectal and adipose HIV-1 reservoirs relative to matched PBMCs in ART-treated individuals

　　

抗逆转录病毒治疗（ART）虽使HIV-1感染转变为可管理的慢性病症，但病毒在解剖学储存库中的持续存在仍是实现功能性治愈的主要障碍。本研究旨在量化并表征ART治疗个体中直肠组织和皮下脂肪组织（SAT）相对于匹配外周血单个核细胞（PBMC）的HIV-1 DNA储存库负荷及宿主转录组景观。研究人员采用微滴式数字PCR（ddPCR）对病毒DNA进行精确定量，并通过批量RNA测序（RNA-seq）结合外部健康人组织数据集（GSE120795）的背景身份过滤策略，系统分析这些解剖学储存库的宿主分子特征。验证实验采用逆转录定量PCR（RT-qPCR）和蛋白质免疫印迹（Western blot）对关键差异表达信号和富集通路进行验证。

研究结果证实，直肠组织和SAT中的完整前病毒DNA负荷均显著高于匹配的PBMC，确立其为HIV-1的重要解剖学储存库。经背景过滤后的转录组分析揭示了两个组织的差异性宿主应答：直肠储存库主要特征为细胞外基质（ECM）重塑和上皮屏障功能障碍，而SAT则表现出细胞周期进程和免疫代谢信号传导的显著异常。跨组织富集分析发现，PI3K-Akt信号通路是这些解剖学部位的共同转录组特征。验证实验进一步证实，纤维化相关枢纽基因COL1A1和白细胞募集标志物CX3CR1在mRNA和蛋白质水平均呈现组织特异性表达模式。

该研究构建了直肠和脂肪HIV-1储存库组织特异性转录组重塑的全面图谱，表明持续性病毒隐匿与从纤维化转变到代谢失调的不同微环境改变相关，这些改变共享PI3K-Akt轴等共同分子特征。该工作强调未来HIV-1 surrender策略中靶向外周血以外解剖学庇护所的重要性，为理解组织储存库与宿主免疫重塑的相互作用提供了重要资源。

抗逆转录病毒治疗（ART）虽已使HIV-1感染转变为可管理的慢性病症，但病毒在解剖学储存库中的持续存在仍是实现功能性治愈的主要障碍。研究人员指出，尽管静息记忆CD4⁺ T细胞是研究最为频繁的储存库类型，其仅代表了极小的全身病毒负荷比例，因此深入探究深部组织中的解剖学庇护所对于开发有效的"shock and kill"或"block and lock"根除策略至关重要。在诸多解剖学腔室中，胃肠道（GI） tract，特别是直肠黏膜相关淋巴组织（GALT），因富含活化的记忆性CCR5⁺ CD4⁺ bulk T细胞而成为病毒隐匿的主要部位。与此同时，皮下脂肪组织（SAT）作为一种新兴的独特HIV-1庇护所，其在能量储存以外的免疫代谢枢纽功能日益受到关注。然而，当前研究受限于单组织研究或动物模型的依赖，缺乏整合精确病毒定量与全局基因表达分析的高分辨率人类数据，尤其缺乏对脂肪微环境中宿主转录组应答的直接表征。

该论文发表于《Frontiers in Immunology》，研究人员通过整合多维度技术平台，系统解析了HIV-1组织储存库的宿主-病毒界面。样本来源于深圳市第三人民医院接受长期ART治疗且病毒载量持续检测不到（<50 HIV-1 RNA copies/ml）的HIV-1感染个体，包括4对匹配的直肠组织-PBMC样本和3对匹配的SAT-PBMC样本；外部健康对照数据集GSE120795用于背景过滤分析。主要技术方法包括：（1）基于ddPCR的完整前病毒DNA定量检测，采用双探针设计靶向HIV-1基因组的包装信号（Ψ）和env区域；（2）批量RNA-seq转录组测序及生物信息学分析，包括主成分分析（PCA）、差异表达基因（DEG）分析、基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析，以及基于外部健康数据集 {(adj.val)} {\times} 100 [%]{(adj.val)} {\times} 100 [%]{(adj.val)} {\times} 100 [%]{(adj.val)} {\times} 100 [%]{(adj.val)} {\times} 100 [%]{(adj.val)} {\times} 100 [%]{(