發(fā)布日期：2018-05-24
艾滋病病毒很狡猾，它們會(huì)將遺傳物質(zhì)插入感染T細(xì)胞的DNA內(nèi)，形成“病毒庫(kù)”并以休眠的狀態(tài)長(zhǎng)期存在于患者體內(nèi)。這些潛伏的病毒是抗艾滋的重中之重。近期，科學(xué)家們找到了決定HIV自身保持活躍或者休眠狀態(tài)的分子機(jī)制。這有望帶來新的治療方案，促使病毒“永不蘇醒”。
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相關(guān)研究以“A Post-Transcriptional Feedback Mechanism for Noise Suppression and Fate Stabilization”為題發(fā)表在《Cell》期刊。來自于Gladstone研究所的科學(xué)家們認(rèn)為，借助這一最新發(fā)現(xiàn)的機(jī)制，HIV可以在活躍、休眠之間找到平衡，從而在不穩(wěn)定的宿主環(huán)境內(nèi)‘侵奪陣地’。
Gladstone研究所細(xì)胞回路中心的主任Leor S. Weinberger表示，這一研究或許還可以解釋其他細(xì)胞的命運(yùn)決策機(jī)制，例如干細(xì)胞（是繼續(xù)維持干細(xì)胞特性還是分化成特定的細(xì)胞）。
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.04.005
1.“病毒庫(kù)”
HIV一旦入侵人體，就會(huì)將其遺傳物質(zhì)插入到宿主免疫細(xì)胞的DNA中，從而迫使宿主細(xì)胞完成病毒的復(fù)制。然而，一些藏匿的病毒并不會(huì)選擇消滅宿主細(xì)胞，相反，它們會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)。這一“病毒庫(kù)”可以潛伏很長(zhǎng)的時(shí)間。
目前的艾滋病治療策略可以有效減少體內(nèi)活躍病毒的數(shù)量，但是，卻不擅長(zhǎng)對(duì)抗?jié)摲陌滩《?。所以，一旦治療停止，休眠的病毒極容易卷土重來。這也是艾滋病尚且不能治愈的關(guān)鍵原因之一。
在之前的研究中，Leor S. Weinberger團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，潛伏的HIV“并非偶然”，而是一種深思熟慮的“生存策略”。
這一策略對(duì)于病毒而言有“進(jìn)化優(yōu)勢(shì)”，因?yàn)镠IV最初進(jìn)入人體的位置，并沒有多少免疫細(xì)胞可供它入侵。如果此時(shí)病毒全部激活并消滅免疫細(xì)胞，就不會(huì)有剩余的免疫細(xì)胞用于繼續(xù)感染。
2.HIV利用“基因表達(dá)噪聲”
休眠的病毒庫(kù)一旦進(jìn)入有更多目標(biāo)細(xì)胞的組織區(qū)域，會(huì)“蘇醒”從而確保更大的存活機(jī)會(huì)和持續(xù)的感染。Leor S. Weinberger團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，HIV維持這一選擇（活躍or休眠）依賴于細(xì)胞內(nèi)一個(gè)正?，F(xiàn)象——“基因表達(dá)的隨機(jī)波動(dòng)”（random fluctuations in gene expression，也稱噪聲）。
正是因?yàn)?ldquo;噪聲”的存在，兩個(gè)遺傳物質(zhì)完全相同的細(xì)胞在同一蛋白表達(dá)上會(huì)出現(xiàn)量的不同。這一差異足以影響細(xì)胞的功能和命運(yùn)。
HIV在宿主細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)機(jī)制屬于“選擇性連接”（alternative splicing），一種能夠讓HIV剪切遺傳物質(zhì)、并隨機(jī)組合的機(jī)制。
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3.低效的基因連接
在最新的研究中，研究人員觀察了HIV感染的單個(gè)細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)，病毒能夠用一種選擇性連接的方式控制基因表達(dá)的噪聲，從而決定宿主細(xì)胞的命運(yùn)——是處于活躍狀態(tài)還是休眠狀態(tài)。
而且，這一連接模式發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后，且非常低效，以便HIV更好地控制保持活躍與否的決策。如果HIV連接機(jī)制效率增加，反而會(huì)產(chǎn)生更少的活性病毒。
研究人員認(rèn)為，借助這一機(jī)制，提高HIV連接效率，就有機(jī)會(huì)將將HIV一直維持在休眠狀態(tài)，從而遏制住病情。這將是對(duì)抗艾滋病的不同思路。
參考資料：1）This is how HIV decides to become active
來源：生物探索
