人单核细胞系中HIV-1潜伏感染转录调控机制模型的建立

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目的:获得性免疫缺陷综合症-艾滋病(Acquired Immune DeficiencySyndeome,AIDS)1981年首次在美国被发现,1983年人类免疫缺陷病毒(Humanimmunodeficiency virus-1,HIV-1)被首次分离,1984年发现HIV-1是AIDS的病因。HIV-1在世界范围内的流行对人类的健康造成了严重威胁。根据世界卫生组织(WHO)和联合国艾滋病规划署的估计,截止2012年全球仍有约3500万HIV-1感染者,同年约160万人死于艾滋病及其相关疾病。HIV-1感染以CD4+T细胞计数下降,慢性免疫活化和持续病毒血症为主要特征。HIV-1的主要靶细胞是CD4+T细胞和单核巨噬细胞。细胞表面CD4受体是HIV-1主要细胞受体,HIV-1感染同时需要宿主细胞表面的趋化因子受体CCR5或CXCR4作为辅助受体。高效联合抗反转录病毒疗法(HAART)的应用和推广,使得抗艾滋病毒的治疗取得了良好的临床效果,降低血浆病毒载量,延长患者生命。许多研究清楚的揭示HAART并不能完全清除患者体内HIV-1,停药2周内,病毒载量即反弹至可检测水平。这些发现暗示了HAART治疗下仍存在具有复制能力的沉默的或低水平复制的前病毒的存在。事实上,长寿命的记忆T细胞被发现携带有沉默的前病毒,其被认为是机体最主要的潜伏感染细胞。单核细胞亦被发现整合有极低水平的呈转录抑制状态的前病毒。单核细胞系细胞如,单核细胞、树突状细胞(DC)、巨噬细胞是重要的免疫细胞,亦被认为在H1V-1感染的建立和扩散中扮演重要角色。对单核细胞的研究表明,只有极少部分单核细胞对HIV-1易感,这被认为与单核细胞对HIV-1感染存在许多融合后限制有关,如限制性因子APOBEC3G、低水平dNTPs池、PIC入核限制等。虽然,在HAART治疗者循环单核细胞中可以检测到HIV-1前病毒,但其基本不表达或表达量极低,缺少反式激活因子Tat与宿主活化因子、存在转录抑制因子、染色体环境的影响以及宿主抗病毒反应如miRNA等机制可能参与了单核细胞对HIV-1转录的调节。当感染的单核细胞在组织内分化为巨噬细胞后,整合的前病毒活化转录产生子代病毒,发挥HIV-1储存库的作用。单核细胞系细胞是HIV-1感染重要的储存库,HIV-1如何从单核细胞中的转录抑制状态转变为巨噬细胞中的转录活化状态,其具体机制尚未明了,参与的分子也大多未被鉴定。因此,为了更好地了解与研究HIV-1在单核细胞中的转录调节机制,及其在分化为巨噬细胞过程中伴随的分化因子、转录因子以及宿主限制因子水平的变化所致HIV-1活化的具体机制。本课题通过建立HIV-1体外感染单核细胞的各种模型,有助于潜伏感染单核细胞中HIV-1转录调节机制的研究,如分化信号、表观遗传学修饰、宿主因子与病毒蛋白等相互作用对HIV-1转录调节的影响等,为HIV-1与单核细胞系细胞间相互功能的影响研究奠定基础。  方法:我们首先制备了携带NanoLuc报告基因的HIV-1克隆表达载体。然后分别制备了携带绿色荧光蛋白(Enhance Green Fluorescent Protein,EGFP)报告基因和携带NanoLuc报告基因的HIV-1假病毒。采用静置感染的方式感染人单核细胞系U937和THP-1细胞。经流式细胞术或荧光素酶活性分析感染成功后,采用有限稀释法克隆制备单克隆细胞系。经报告基因筛选,获得的EGFP或NanoLuc阳性表达的克隆冻存备用。报告基因阴性表达的克隆用PKC激活剂佛波酯(10ng/ml PMA)处理,流式细胞术分析EGFP表达变化或荧光素酶活性分析检测NanoLuc活性变化,筛选潜在的HIV-1潜伏感染克隆。  结果:鉴定了4个HIV-1潜伏感染细胞克隆。其中,2个是含有EGFP的THP-1克隆,2个是以NanoLuc作为报告基因的U937克隆。所有这些克隆均在PMA刺激后表达报告基因,处理前不表达。  结论:这些细胞克隆可用于HIV-1在单核细胞和巨噬细胞转录调节机制的研究,分析分化信号、活化信号刺激对HIV-1复制的影响,潜伏相关分子的筛选,探究单核细胞与巨噬细胞在HIV-1感染与进展过程中的作用,筛选激活潜伏病毒的药物等。  
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