HIV-1 Nef拮抗新型宿主限制性因子SERINC5分子机理的研究

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiguso198735
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艾滋病在世界范围内迅猛传播,严重威胁着人类的健康和社会的发展。人类免疫缺陷病毒Ⅰ型(HIV-1)具有变异快、耐药性强和难以清除的特点,至今仍无有效的防控手段。因此,基于新型作用机制的抗逆转录病毒治疗靶点的研发迫在眉睫。丝氨酸整合因子Ser5是最新发现的能抑制HIV-1感染性的宿主限制性因子,而HIV-1编码的附属蛋白Nef可以拮抗Ser5的限制作用,但其作用机制尚不明确。本课题将深入探索Nef如何拮抗Ser5,揭示二者相互博弈的分子机理,以期为开发艾滋病的治疗方法提供借鉴。  首先,为验证Ser5的抗病毒活性可以被Nef拮抗,本研究检测了Ser5对HIV-1感染性的影响,结果发现过表达Ser5时,与HIV-1WT相比,HIV-1ΔNef毒株的感染性降低约20倍;在293T细胞以及HIV-1的靶细胞Jurkat-TAg中,Nef能同时降低病毒粒子、细胞膜表面和整个细胞Ser5的表达;抑制剂实验结果表明Nef能直接降解Ser5,二者具有直接相互作用,并且利用构建的不同Nef突变体初步筛出Nef与Ser5蛋白相互作用的功能区。以上研究表明Nef在细胞中直接降解Ser5,阻止其进入出芽的子代病毒粒子中,从而拮抗Ser5的限制作用。  另外,为进一步探究Nef降解Ser5的通路,我们首先检测了内吞相关蛋白在Nef下调细胞膜表面Ser5的作用,结果表明细胞表面的Ser5内吞从是由AP-2接头复合物介导,其中AP-2σ2亚基发挥重要作用。为进一步确定细胞内Nef介导的内吞Ser5的去向,我们检测了早期、晚期内吞体和循环内体表面的Marker蛋白Rab5、Rab7和Rab11与Ser5的共定位。结果表明Nef明显促进了Ser5与这些Rab GTP酶家族蛋白的共定位。干扰AP-2、Rab5、Rab7和Rab11会减轻Nef介导的Ser5的降解,相反,过表达这些蛋白则会促进Nef对Ser5的降解。泛素可以介导膜蛋白从晚期内吞体进入到溶酶体,我们发现Ser5本身可以发生泛素化,K48和K63两种泛素连接形式均参与了Nef介导的Ser5的降解。最后,激光共聚焦呈像显示Ser5在Nef的作用下与溶酶体蛋白标志LAMP-1出现了明显共定位,使用溶酶体抑制剂NH-4Cl和bafilomycin A1可以明显阻止Nef对Ser5的降解。以上结果说明Nef拮抗Ser5是通过将其靶向内体-溶酶体途径进行降解来实现的。  综上所述,我们的研究表明Nef主要通过下调细胞膜上Ser5表达量以及改变细胞内的蛋白转运途径来发挥拮抗作用。进一步研究发现,Nef能够介导Ser5在AP-2接头蛋白复合物的作用下完成内化,随后进入早期内吞体、晚期内吞体,最后在溶酶体中被降解,这表明HIV-1相关蛋白可以通过主动降解细胞内的限制性因子而逃避宿主的天然免疫,揭示这种作用机制将为将来开发特异性疗法提供借鉴。
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