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目前,性传播是HIV最主要的传播方式。其中男男性行为群体HIV感染率呈逐年上升趋势,该群体已成为HIV感染的高危人群。在男男同性性行为中,肠道黏膜成为HIV入侵宿主的主要门户之一。由于肠道黏膜固有层中存在着大量的激活或处于静息状态的CD4+T淋巴细胞和巨噬细胞,肠道黏膜是HIV感染和复制的主要场所。由于HIV攻击肠道内激活的CD4+T淋巴细胞和巨噬细胞造成CD4+T淋巴细胞迅速耗竭和巨噬细胞释放炎性因子,肠道黏膜受损,使微生物及其代谢产物易位(Microtranslocation)以及全身性慢性免疫激活(Systemic immune activation)。肠上皮细胞(Intestinal epithelial cells,IECs)是肠黏膜中最丰富的细胞类型。通过自身紧密连接,肠上皮细胞在肠道中发挥重要的黏膜屏障功能。更重要的是,肠上皮细胞表达多种识别病原微生物的模式识别受体,启动天然免疫应答,在肠道天然免疫抗病毒中发挥重要作用。本课题旨在研究肠上皮细胞参与抗HIV感染/复制的天然免疫机制。1.IECs表达功能性Toll样受体3(Toll-like receptor 3,TLR3),并诱导产生I型和Ⅲ型干扰素(Interferon,IFN)作为重要的抗病毒模式识别受体之一,TLR3可有效地监控病毒感染和复制。TLR3识别病毒双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA),启动细胞内天然免疫应答。我们使用dsRNA类似物(PolyI:C),激活IECs内TLR3信号通路,研究其对IFN的诱导和调控。研究结果显示,IECs表达所有能识别病毒感染的Toll样受体(TLR3、TLR7、TLR8和TLR9)。但是,仅有TLR3激活能显著诱导IFN信号通路,产生IFN-β和IFN-λ,这种TLR3诱导的IFN诱导表达和PolyI:C使用剂量和时间相关。其分子机制是:TLR3激活后上调了干扰素调节因子3(IFN regulatory factor,IRF3)和IRF7,这两个因子促进了Ⅰ型和Ⅲ型IFN表达。2.TLR3信号通路激活可诱导IECs自身表达多种抗病毒因子,并通过外泌体释放我们的研究结果表明,IECs TLR3信号通路激活可诱导自身表达多种抗病毒因子,包括干扰素刺激基因(Interferon stimulate genes,ISGs):ISG15、ISG56、OAS-1、MxA、MxB、GBP5 和 Viperin 和限制 HIV 的微小 RNA(miRNA-17、miRNA-20、miRNA-28、miRNA-29a、miRNA-29b、miRNA-29c 和 miRNA-125b)。这些抗病毒因子包裹在IECs分泌的外泌体中,通过外泌体介导抗病毒天然免疫。3.TLR3激活的IECs培养上清(Supernant,SN)抑制HTV在巨噬细胞内的复制肠道黏膜固有层中富含巨噬细胞。由于这些细胞高表达HIV的辅助受体CCR5,它们对HIV具有高易感性。因此,我们使用巨噬细胞作为HIV体外感染细胞模型,研究IECs的抗病毒效应。实验结果显示,TLR3激活的IECs培养上清可显著地抑制HIV在巨噬细胞内的复制。对其机制研究显示,使用抗IFN-β和IFN-λ受体的中和抗体可抵消IECs SN介导的抗HIV效应;经SN处理的巨噬细胞产生多种ISGs和HIV特异性限制因子,包括 ISG15,ISG56,MxA,MxB,OAS-1,OAS-2,Tetherin,A3F,A3G 和GBP5。此外,IECs分泌含有多种抗病毒因子的外泌体可被巨噬细胞摄取,这些因子参与IECsSN介导的抗HIV效应。4.TLR3激活的IECs表达CC趋化因子(CC chemokines),抑制HIV进入巨噬细胞我们的研究结果还表明:TLR3激活的IECs高表达CCR5的天然配体CC chemokines(MIP-1α,MIP-1β 和 RANTES),CC chemokines 竞争性结合 HIV 辅助受体CCR5,降低HIV对巨噬细胞的感染性。实验结果显示,加入TLR3激活的IECs培养上清预处理巨噬细胞,可显著降低HIV进入巨噬细胞后第一轮复制产物Strong-stop DNA表达,进而说明TLR3激活的IECs表达CC chemokines,抑制HIV进入巨噬细胞。