抗生素分子CMA:攻克艾滋病,就在黎明破曉之時(shí)
2022-05-21 19:59:54
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生物天生具有免疫功能,當(dāng)細(xì)菌、病毒等侵入人體時(shí),在免疫功能正常運(yùn)作下,就算生病了也能治愈。獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)是由人類免疫缺陷病毒(HIV)所引起的傳染病,hⅳ所攻擊的正是人體免疫系統(tǒng)的中樞細(xì)胞—t4淋巴細(xì)胞,致使人體喪失抵抗能力。艾滋病是一種無法治愈的疾病,確診艾滋病,意味著要長期斗爭,因免疫系統(tǒng)遭受HIV的毀滅性打擊,免疫功能遭到破壞而逐日低下,如果得不到有效控制,最終可導(dǎo)致一系列機(jī)會(huì)性感染和惡性腫瘤。在地球上,平均每分鐘都有一個(gè)孩子死于艾滋病,有超過1500萬的兒童因?yàn)榘滩《ジ改浮V袊滩〔《靖腥救藬?shù)在全球居第十四位,更以每年百分之四十的速度遞增,防治艾滋病任重道遠(yuǎn),需要全社會(huì)共同努力。
Nef是一種HIV編碼的輔助蛋白,通過下調(diào)主要的組織相容性I類表達(dá)來躲避被細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)殺死,從而增強(qiáng)了致病性,因此急需要一種能恢復(fù)MHC-1的有效Nef抑制劑來促進(jìn)免疫介導(dǎo)的HIV感染細(xì)胞的清除。研究人員發(fā)現(xiàn)在HIV感染的細(xì)胞中MHC-I的恢復(fù)伴隨著CTL介導(dǎo)的感染細(xì)胞清除率的提高,與Nef的基因缺失相當(dāng)。因此研究人員提出CMA作為治療Nef的抑制性先導(dǎo)化合物,以增強(qiáng)免疫介導(dǎo)的HIV感染細(xì)胞的清除。
近日,發(fā)表在《PANS》上的一篇文章描述了一種藥物的發(fā)現(xiàn),該藥物可以幫助免疫系統(tǒng)消除感染了HIV的難以殺死的細(xì)胞。HIV建立了無法治愈的持久性感染,因此需要開發(fā)新的方法來增強(qiáng)HIV感染細(xì)胞的清除率。HIV編碼Nef,它可以下調(diào)感染細(xì)胞中MHC-1的表達(dá),從而損害細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的免疫介導(dǎo)清除。伴刀豆球蛋白A恢復(fù)了MHC-1,并通過細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞增強(qiáng)了HIV感染的原代細(xì)胞的清除率。伴刀球霉素A抵消了針對(duì)多種MHC-1同種異型的HIV進(jìn)化枝中的Nef,表明其具有廣泛的治療用途。
天然產(chǎn)物抑制劑的篩選
圖片來源:PANS
為了鑒定能夠逆轉(zhuǎn)HIV感染細(xì)胞中MHC-1下調(diào)的Nef抑制劑,研究人員進(jìn)行了高通量流式細(xì)胞術(shù)篩選。選擇HLA-A2作為MHC-1的代表性等位基因,因?yàn)镹ef強(qiáng)烈靶向HLA-A等位基因以進(jìn)行下調(diào),HLA-A2在不同族裔中含量很高,并且具有高親和力單克隆抗體有針對(duì)HLA-A2的選擇性抗體。篩選了20,000多種天然產(chǎn)物提取物,確定了37種在主篩選中為陽性,在計(jì)數(shù)器篩選中為陰性。
Plecomacrolides具有不同的Nef抑制作用和溶酶體中和能力
plecomacrolide治療相關(guān)的毒性可能是由其抑制V-ATPase引起的,V-ATPase抑制了許多細(xì)胞過程,包括溶酶體酸化。為了確定溶酶體pH的抑制是否可能導(dǎo)致表達(dá)Nef的細(xì)胞中MHC-1下調(diào)的逆轉(zhuǎn),研究人員通過測量比例熒光來測量人類單核細(xì)胞衍生巨噬細(xì)胞的溶酶體pH內(nèi)切葡聚糖。首先證實(shí)Baf A1完全中和了溶酶體pH,然后在一定濃度范圍內(nèi)測試了每種plecoacrolides。有趣的是,Nef的最有效抑制劑CMA不是V-ATPase的最有效抑制劑。相反,Baf C1(EC 50 = 7.3 nM)比CMA(EC 50 = 12.7 nM,P < 0.0001)更有效地中和溶酶體,而CMA 與Baf A1(EC 50 = 18.5 nM,P = 0.06)具有可比性。
圖片來源:PANS
因?yàn)镃D4 + T細(xì)胞不能有效地內(nèi)切葡聚糖,所以用Lysotracker Red染料評(píng)估了這些細(xì)胞中的溶酶體中和作用,該染料可自由穿過細(xì)胞膜直至到達(dá)酸性隔室,并在那里質(zhì)子化并保留。如通過流式細(xì)胞術(shù)和共聚焦顯微鏡,則EC 50為在原代CD4溶酶體中和通過CMA + T細(xì)胞顯著抑制比EC 50更高Nef。綜上這些結(jié)果表明,CMA在無毒且不會(huì)改變?nèi)苊阁wpH的濃度下抵消了CD4 + T細(xì)胞中的Nef 。
CMA與Nef的基因刪除相比可提高CTL介導(dǎo)的HIV感染細(xì)胞的清除
圖片來源:PANS
研究人員假設(shè)CMA可以消除Nef介導(dǎo)的HIV感染細(xì)胞免受HIV特異性CTL的保護(hù),為了直接對(duì)此進(jìn)行測試,進(jìn)行了體外流式細(xì)胞術(shù)CTL殺傷測定。如先前觀察到的感染了Nef缺失病毒的PLAP +原代細(xì)胞被CTL有效清除,相反CTL介導(dǎo)的被Nef病毒感染的細(xì)胞的清除均明顯減少。然而,感染了Nef的病毒并用0.5 nM CMA處理的細(xì)胞恢復(fù)了HLA-A2的表達(dá),并且PLAP +子集被CTL有效消除。CMA對(duì)殺死HIV感染的細(xì)胞的CTL的作用與Nef的基因缺失是無法區(qū)分的,因?yàn)楦腥綨ef的病毒的細(xì)胞清除率沒有增加。重要的是,當(dāng)將來自缺乏HLA-A2的供體的靶細(xì)胞與CTL共培養(yǎng)時(shí),無論P(yáng)LAP +靶細(xì)胞是否用CMA進(jìn)行了處理都沒有減少,驗(yàn)證了CTL的特異性并證明CMA僅在Nef和特異性抗HIV CTL反應(yīng)同時(shí)存在時(shí)才增強(qiáng)HIV感染細(xì)胞的清除率。對(duì)于兩個(gè)測試的CTL克隆,Nef依賴性CMA處理細(xì)胞的殺傷率在統(tǒng)計(jì)學(xué)上均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.0001)。這些觀察結(jié)果證實(shí),低劑量CMA處理表達(dá)Nef的細(xì)胞可恢復(fù)HLA-A2,該蛋白正確加載了HIV衍生肽,可以成功地呈遞給CTL而不會(huì)損害對(duì)CTL衍生的裂解信號(hào)的響應(yīng)性。
CMA逆轉(zhuǎn)了原代細(xì)胞中Nef介導(dǎo)的HLA-B的下調(diào)
圖片來源:PANS
研究人員試圖確定CMA是否會(huì)恢復(fù)HIV感染細(xì)胞中的HLA-B表達(dá),HLA-B同種異型的序列差異將其分類為HLA-Bw4和HLA-Bw6血清型,每種血清型都可以用單克隆抗體檢測,但是這些抗體與某些HLA-A(Bw4)和HLA-C(Bw6)同種異型具有交叉反應(yīng)。先前研究人員確定了一個(gè)供體,該供體對(duì)Bw4(B * 51:01)和Bw6(B * 07:02)是雜合的,并且與HLA-C的交叉反應(yīng)性極小,這使研究人員可靠地測量兩個(gè)HLA-B等位基因的表達(dá)。觀察到在感染了ΔGPE的細(xì)胞中,HLA-B * 51:01和HLA-B * 07:02均顯著下調(diào), Nef和CMA對(duì)該供體中兩個(gè)HLA-B等位基因的影響與一系列供體中HLA-A * 02的影響相似。因此得出結(jié)論,CMA可以有效抵消Nef介導(dǎo)的原代CD4 + T細(xì)胞中HLA-A和HLA-B同種異型的下調(diào)。
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