人体内可以抑制HIV复制的天然免疫因子有哪些

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  人类获得性免疫缺陷病毒IHIV-1)感染人体后,一些宿主细胞蛋白在HIV-1生命周期的不同阶段对其产生抑制作用,鉴别新型宿主限制因子并阐明其作用机制可为今后艾滋病的治疗和疫苗研发提供思路。常见的宿主限制因子有如下几种:

  1.APOBEC3G (A3G)A3G可以被打包进病毒颗粒,在病毒的逆转录过程中发挥抗病毒作用。其能够使新生DNA负链上的腺嘌呤或胞嘧啶脱氨基变为黄嘌呤或尿嘧啶,产生对病毒致死的GA高突变,而APOBEC3G能被HIV-1Vif蛋白拮抗。

  2.SAMHD1:在树突状和髓系细胞中表达,通过影响磷酸水解酶活性降低dNTP水平,干扰HIV复制。并具有核酸酶活性,降解病毒RNASAMHD1能被VpxVpr所拮抗。

  3.Tetherin:是一种被干扰素α诱导产生的宿主限制性因子,可以将新生HIV病毒颗粒束缚在细胞表面,阻止病毒释放。Vpu拮抗Tetherin的功能,是HIV-1完成跨种传播的重要毒力因子。

  4.转运蛋白(translocator protein, TSPO:位于线粒体膜上的TSPO可与线粒体相关ER膜上的VDAC相互作用改变膜电位,阻断活性氧物质的释放来降低内质网内的氧化状态,导致Env错误折叠并经由ERAD途径识别降解,最终使新生HIV-1病毒缺乏Env且传染性降低。

  5.内质网甘露糖苷酶I endoplasmic reticulum α 1,2-mannosidase I,ERMAN I):ERMan I在内质网中的高表达增加线粒体TSPO的表达,破坏了Env在内质网中正确折叠所必需的最佳氧化状态,使Env错误折叠,最终导致其降解。

  6.鸟苷酸结合蛋白5guanylate-binding protein 5, GBP5:GBP5是干扰素诱导的鸟苷三磷酸酶(GTPases)超家族成员之一,研究表明,GBP5可通过干扰高尔基体内包膜糖蛋白的N-连接寡糖糖基化修饰来影响HIV-1包膜糖蛋白的加工,增加了子代病毒包膜上未成熟gp160,降低了HIV-1的感染性。


1. TSPOERMAN IGBP5HIV-1复制过程中可能抑制作用机制示意图[1]

  7.丝氨酸结合蛋白(serine incorporator, SERINC3/5: HIV-1缺乏负调节因子NefSERINC5自身过表达的情况下,SERINC5能和对它有高亲和力的子代病毒包膜结合,以此抑制HIV-1和宿主细胞之间小融合孔的形成,从而限制了HIV-1与宿主细胞的融合,最终降低了HIV-1的感染力。SERINC蛋白还可能与HIV-1Env蛋白相互作用,引起Env蛋白的构象变化,减缓HIV-1与宿主细胞的融合过程,并使HIV-1暴露出能与各种中和抗体结合的表位,从而对HIV-1复制起到一定抑制作用。


2. SERINC5 HIV-1复制过程中可能抑制作用机制示意图[1]

  8.锌指抗病毒蛋白(zinc-finger antiviral protein, ZAP: ZAP过表达可通过阻止HIV-1 mRNA翻译来抑制HIV-1的复制。其机制可能是:A. ZAP与宿主细胞eIF4G结合,使病毒mRNA不能成功进行翻译。B. ZAP可通过与病毒mRNA结合、与ZAP结合反应元件(ZRE)结合或间接影响RNA解旋酶p72/DDX17来募集具有mRNA降解酶活性的物质,从而降解病毒mRNA

  9.TRAB结构域包含蛋白2A TRAB domain-containing protein 2A TRABD2A):该蛋白家族成员主要包括TRABD2ATRABD2BTRABD2A主要表达于静息CD4+T细胞表面,TRABD2AHIV-1感染中能够发挥抗病毒功能,通过降解CD4+T细胞膜上的病毒结构蛋白Gag以限制HIV-1在静息CD4+T细胞中的子代组装,进而抑制HIV-1复制。

  宿主限制性因子的鉴定仍是研究抗HIV天然免疫的热点,科学家不断发现的抗HIV天然限制因子,为理解HIV发生跨种传播的机制,开发抗HIV/AIDS的新疗法提供了一个潜在的策略。

  参考文献

  [1]. Ghimire, D., M. Rai and R. Gaur, Novel host restriction factors implicated in HIV-1 replication. Journal of general virology, 2018. 99(4): p. 435.

  [2]. Liang, G., et al., Membrane metalloprotease TRABD2A restricts HIV-1 progeny production in resting CD4(+) T cells by degrading viral Gag polyprotein. Nat Immunol, 2019. 20(6): p. 711-723.