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HIV重大发现!细胞尺寸和周期状态或许在HIV扮演决定性作用

时间:2019/01/03来源:生物谷阅读:310

医药之梯资讯:近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自伊利诺伊大学的科学家们通过研究发现,细胞尺寸和细胞的周期状态或许在HIV中扮演着关键的决定性作用。如今抗逆转录病毒药物的开发使得HIV感染成为了一种可控的慢性疾病,然而如果未能及时诊断或治疗,HIV感染就会进化成为AIDS(获得性免疫缺陷综合征),2017年全球大约有100万人因感染HIV而死亡。

 

挽救生命的药物并不能治疗HIV,因为当HIV感染机体后其会偷偷地靶向作用诱发机体抵御任何感染的免疫反应的细胞,尤其是HIV会入侵CD4 T细胞,并不断复制最终接管CD4宿主细胞的DNA。研究者Roy Dar教授说道,当感染CD4 T细胞后HIV会经历两种命运中的一种,其要么会整合成为复制状态,诱发成百上千个感染性病毒颗粒的产生;要么会进入一种休眠状态。

 

这项研究中,研究人员重点分析了如何有效清除HIV潜在的病毒库,因为HIV病毒库会自发激活并且躲避药物疗法的攻击,如果HIV感染者没有严格遵守抗逆转录病毒药物体系的治疗,其机体中的病毒库就会激活从而引发感染者出现一系列疾病症状。截至目前为止,并没有一种有效的方法能够区分出机体中未感染的细胞和潜在感染的细胞,而诸如这种策略就能够支持当前科学家们治疗HIV感染的疗法。

这项研究中,研究人员在实验室中调查了被HIV潜在感染的T细胞的重新激活的过程,他们构建出了一种携带绿色荧光蛋白(GFP)的特殊病毒结构,当细胞重新激活时GFP就会发生表达。研究者所开发的延时单细胞成像技术能够通过计算GFP的平均荧光强度来监测单个细胞从沉默状态到活跃状态的重新激活过程;一旦研究人员鉴别出重新激活的细胞后,他们就会对细胞的尺寸进行计算,并确定重新激活所需要的细胞平均参数,结果发现,在潜伏的细胞群体中,只有较大尺寸的细胞会恢复活性,而较小的细胞则会保持沉默。

 

据研究者介绍,较大的宿主细胞尺寸或能提供一种天然的细胞机制来帮助增强病毒表达所需要的细胞裂解量,同时当病毒决策发生偏离时也能够帮助破坏病毒的潜伏状态。Dar说道,这项研究中我们提出了一种被动性的宿主细胞主导病毒制定决策的案例,当宿主细胞尺寸较小时病毒就不会发起攻击,只有当宿主细胞尺寸较大时病毒才会被重新激活。

 

此外,研究者还发现,细胞从潜伏状态过渡到活性状态依赖于细胞的周期(即细胞中DNA复制的阶段),同时其还受到了药物疗法的调节;研究者表示,我们可以使用药物疗法来调节特定细胞周期状态内外的细胞数量,从而感染HIV的激活决策;本文研究结果有望帮助研究人员开发抑制HIV感染的新型策略和疗法,后期研究人员还希望通过更为深入的研究来阐明细胞尺寸和周期状态如何影响HIV的感染决策。

 

原始出处:Bohn-Wippert K, Tevonian EN, Lu Y, et al. Cell Size-Based Decision-Making of a Viral Gene Circuit. Cell Rep. 2018 Dec 26;25(13):3844-3857.e5. doi: 10.1016/j.celrep.2018.12.009.



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