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研究背景:获得性免疫缺陷综合症(Acquired immune deficiency syndrome,AIDS),也被称为艾滋病,它是由人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus,HIV-1)引起的,会造成人类免疫系统缺陷的一种逆转录病毒,该种病毒会破坏人类的多种组织和器官,导致一系列的机会性感染和肿瘤。1981年,将这种病毒命名为“人类免疫系统缺陷病毒”(Human immunodeficiency virus,HIV-1),HIV-1本质上是一种逆转录病毒,主要攻击人类的免疫系统,从而导致一些机会性感染增高和机体恶性肿瘤的发生。抗逆转录病毒药物的应用使艾滋病人群的寿命得到延长,感染者却呈现出老龄化的趋势。但是,由于病人自身条件的限制,只有20%的病人能继续享受药物的治疗。所以,感染者和发病者不得不面对HIV-1感染后所引起的各类并发症,导致了病人的生存质量严重下降。在感染艾滋病后的诸多并发症当中以眼部的并发症最为常见,病人眼部被感染是HIV-1患者开始全身扩散的一个信号,大约45%～75%的艾滋病患者的眼部都会被病毒感染,而且绝大多数的HIV-1患者的视网膜发病症状都会表现出视网膜的血管渗漏、内皮细胞肿胀、神经纤维层变薄等一些明显的炎性病变,但是,目前对于HIV-1相关的眼部炎性疾病的研究极为缺乏。HIV-1感染机体以后,会诱导细胞产生大量细胞因子产生如干扰素,炎症因子,在现有的研究文章中只揭示了 HIV-1反式转录调节蛋白(Tat)能刺激巨噬细胞产生神经毒性炎症因子(TNF-α、IL-lβ)。但是,在我们的研究中,我们发现HIV-1除了自身的反式转录调节蛋白(Tat)能引起细胞炎症因子之外,HIV-1在宿主细胞复制的过程中病毒RNA逆转录后产生的dsDNA也能引起视神经胶质细胞胞内的炎症小体AIM2的表达从而导致神经毒性炎症因子的产生,而在HIV-1感染的淋巴细胞中没有发现这一现象。目前为止,尚无研究发现HIV-1眼部胶质细胞之间的关系。本文选取了缪勒氏细胞(Muller Cell)作为研究对象,该细胞是视网膜最主要的神经胶质细胞,贯穿视网膜全层,Muller细胞在视网膜系统中充当非常重要的角色,在视网膜病变时Muller细胞参与病变的整个过程。我们通过体外细胞实验,揭示了炎症小体在HIV-1感染的眼部并发症中扮演的角色,并阐明了炎症发生的机制。研究目的:1、体外培养人视网膜神经胶质细胞(MIO-M1细胞株),建立体外病毒感染神经胶质细胞模型。2、研究HIV-1进入人视网膜神经胶质细胞的路径及所涉及的分子事件。3、阐明HIV-1致视网膜疾病的机制。4、为潜在药物治疗靶点的寻找提供新策略。研究方法:1.Muller细胞表面受体表达检测。2.检测HIV-1能否感染Muller细胞并产生子代病毒。3.荧光定量PCR、酶联免疫吸附(ELISA)检测不同嗜性HIV-1感染Muller细胞后,细胞上清的炎症因子的含量。4.Western blotting法检测 Muller细胞的蛋白 AIM2、GSDMD、Caspase-1 的表达变化。5.Western blotting法和共聚焦显微镜检测Muller细胞中ASC的寡聚化。6.Western blotting法检测抗HIV-1的药物对AIM2表达的影响。7.ELISA检测HIV-1感染Muller细胞后细胞上清的LDH的含量变化。8.通过紫外灭活以及热灭活HIV-1感染Muller细胞后检测细胞上清IL-1β、以及IL-18的变化。研究结果:1.Muller细胞上表达CD受体和CCR5、CXCR4受体,不同嗜性的HIV-1可感染Muller细胞,并且随着时间的延长,能够产生子病毒。2.不同的嗜性的HIV-1感染Mulleir细胞后炎症因子IL-1β、IL-6、IL-8 mRNA的表达水平上调,同时上清的炎症因子也随着时间增长含量增加。3.不同的嗜性的HIV-1感染Muller细胞后能刺激胞内的AIM2的表达。4.不同的嗜性的HIV-1感染Muller细胞后可以诱导细胞内的Caspase-1的切割,使用Caspase-1的特异性抑制剂VX-765能抑制炎症因子IL-1β、IL-18的释放。5.不同的嗜性的HIV-1感染Muller细胞后可以诱导细胞内的GSDMD的切割,以及细胞上清中的LDH的释放。6.不同的嗜性的HIV-1感染Muller细胞后可以诱导细胞内ASC发生寡聚化。7.敲低ASC,GSDMD,Caspase-1,ASC可以显著下降HIV-1感染Muller细胞后所引起的因子的释放。8.对比其他不同作用机制的抗HIV-1药物,抗逆转录类药物能抑制HIV-1诱导神经胶质细胞内AIM2的产生,同时抑制神经毒性炎症因子IL-1β、IL-18的产生。研究结论:当HIV-1感染Muller细胞后,会导致多种炎症因子(如IL-1β、IL-6、IL-18等)的急剧增加,HIV-1能刺激Muller细胞内的模式识别受体(AIM2)的表达急剧升高,同时AIM2的激活后会募集活接头蛋白ASC,同时使ASC发生寡聚化,后续招募前体的Caspase-I和蛋白GSDMD,两个蛋白被激活后会发生切割,最后能使IL-1β、IL-18炎症因子转化为成熟体分泌出胞,基于Muller细胞在视网膜系统的重要作用,HIV-1感染Muller细胞诱导的炎症可能是视网膜损伤的原因之一,本课题就能为HIV-1引起视网膜炎症的防治提供新策略。