Cell:新发现！揭示 HIV选择休眠的秘密
2018-05-24 Flora 生物探索
艾滋病病毒很狡猾，它们会将遗传物质插入感染T细胞的DNA内，形成“病毒库”并以休眠的状态长期存在于患者体内。这些潜伏的病毒是抗艾滋的重中之重。近期，科学家们找到了决定HIV自身保持活跃或者休眠状态的分子机制。这有望带来新的治疗方案，促使病毒“永不苏醒”。
艾滋病病毒很狡猾，它们会将遗传物质插入感染T细胞的DNA内，形成“病毒库”并以休眠的状态长期存在于患者体内。这些潜伏的病毒是抗艾滋的重中之重。近期，科学家们找到了决定HIV自身保持活跃或者休眠状态的分子机制。这有望带来新的治疗方案，促使病毒“永不苏醒”。
相关研究以“A Post-Transcriptional Feedback Mechanism for Noise Suppression and Fate Stabilization”为题发表在《Cell》期刊。来自于Gladstone研究所的科学家们认为，借助这一最新发现的机制，HIV可以在活跃、休眠之间找到平衡，从而在不稳定的宿主环境内‘侵夺阵地’。
Gladstone研究所细胞回路中心的主任Leor S. Weinberger表示，这一研究或许还可以解释其他细胞的命运决策机制，例如干细胞（是继续维持干细胞特性还是分化成特定的细胞）。DOI： https：//doi.org/10.1016/j.cell.2018.04.005
1“病毒库”
HIV一旦入侵人体，就会将其遗传物质插入到宿主免疫细胞的DNA中，从而迫使宿主细胞完成病毒的复制。然而，一些藏匿的病毒并不会选择消灭宿主细胞，相反，它们会进入休眠状态。这一“病毒库”可以潜伏很长的时间。
目前的艾滋病治疗策略可以有效减少体内活跃病毒的数量，但是，却不擅长对抗潜伏的艾滋病毒。所以，一旦治疗停止，休眠的病毒极容易卷土重来。这也是艾滋病尚且不能治愈的关键原因之一。
在之前的研究中，Leor S. Weinberger团队发现，潜伏的HIV“并非偶然”，而是一种深思熟虑的“生存策略”。
2HIV利用“基因表达噪声”
休眠的病毒库一旦进入有更多目标细胞的组织区域，会“苏醒”从而确保更大的存活机会和持续的感染。Leor S. Weinberger团队发现，HIV维持这一选择（活跃or休眠）依赖于细胞内一个正常现象——“基因表达的随机波动”（random fluctuations in gene expression，也称噪声）。
正是因为“噪声”的存在，两个遗传物质完全相同的细胞在同一蛋白表达上会出现量的不同。这一差异足以影响细胞的功能和命运。
HIV在宿主细胞内的表达机制属于“选择性连接”（alternative splicing），一种能够让HIV剪切遗传物质、并随机组合的机制。
图片来源：Cell
3低效的基因连接
在最新的研究中，研究人员观察了HIV感染的单个细胞。他们发现，病毒能够用一种选择性连接的方式控制基因表达的噪声，从而决定宿主细胞的命运——是处于活跃状态还是休眠状态。
而且，这一连接模式发生在转录后，且非常低效，以便HIV更好地控制保持活跃与否的决策。如果HIV连接机制效率增加，反而会产生更少的活性病毒。
研究人员认为，借助这一机制，提高HIV连接效率，就有机会将将HIV一直维持在休眠状态，从而遏制住病情。这将是对抗艾滋病的不同思路。
原始出处：
Hansen MMK, Wen WY, Ingerman E,et al.A Post-Transcriptional Feedback Mechanism for Noise Suppression and Fate Stabilization.Cell. 2018 May 4. pii: S0092-8674(18)30458-6. doi: 10.1016/j.cell.2018.04.005. [Epub ahead of print]
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