Nature重要論文：艾滋病毒的死亡指令

日期：2013-06-07 10:22:21

未經(jīng)治療的HIV感染會通過殺死抗感染細(xì)胞來破壞人體的免疫系統(tǒng)，然而HIV是何時以及如何造成這種破壞的，直到現(xiàn)在仍是一個未解之謎。來自美國國立衛(wèi)生研究院下屬國立變態(tài)反應(yīng)與傳染病研究所的科學(xué)家們，揭示了HIV病毒觸發(fā)一種信號，給感染免疫細(xì)胞下達(dá)死亡指令的機(jī)制。這一研究發(fā)現(xiàn)對于保護(hù)HIV感染個體的免疫系統(tǒng)具有重要的意義。研究論文發(fā)表在6月5日的《自然》（Nature）雜志上。

包括HIV在內(nèi)的逆轉(zhuǎn)錄病毒，通常不會破壞感染細(xì)胞。反而它們是以遺傳寄生物的形式來進(jìn)行繁殖：逆轉(zhuǎn)錄病毒將自身的RNA基因逆轉(zhuǎn)錄為DNA，然后整合到宿主的DNA中，利用宿主細(xì)胞來表達(dá)病毒分子，隨后子代病毒被釋放出來，甚至此時宿主細(xì)胞還在繼續(xù)旺盛生長。但感染稱作為活化CD4+ T細(xì)胞的人類白血細(xì)胞明顯是一個例外。事實(shí)上，正是因?yàn)?/SPAN>HIV大規(guī)模地殺死這些CD4+ T細(xì)胞，才導(dǎo)致了嚴(yán)重的免疫缺陷，即艾滋?。?/SPAN>AIDS）。

國立變態(tài)反應(yīng)與傳染病研究所的Arik Cooper以及同事們發(fā)現(xiàn)，這種死亡是T細(xì)胞針對病毒整合機(jī)器對它的基因組發(fā)動攻擊所做的反應(yīng)。并且作者們揭示，這一反應(yīng)的主要參與者是一種通常與細(xì)胞死亡無關(guān)，而與DNA損傷修復(fù)有關(guān)的DNA依賴性蛋白激酶（DNA-dependent protein kinase ,DNA-PK)。

逆轉(zhuǎn)錄病毒全副武裝地進(jìn)入到宿主細(xì)胞中，展開病毒復(fù)制的最初基本步驟。病毒逆轉(zhuǎn)錄酶確保了將病毒RNA基因組快速合成為一個拷貝的雙鏈DNA。隨后另一個病毒相關(guān)酶——整合酶結(jié)合到病毒DNA分子上對其進(jìn)行加工。由病毒DNA、整合酶和其他病毒及宿主蛋白構(gòu)成的一個蛋白質(zhì)復(fù)合物被運(yùn)送到細(xì)胞核中，在細(xì)胞核中整合酶催化病毒DNA與宿主染色體DNA整合。整合位點(diǎn)的剩余的缺口和突出端有可能在感染26小時內(nèi)通過細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，此時可以檢測到病毒衣殼蛋白的表達(dá)。

在這篇論文中，Cooper以及同事們在體外研究了HIV感染人類CD4+ T細(xì)胞的過程。他們發(fā)現(xiàn)在整合步驟過程中，細(xì)胞激酶DNA-PK被激活。通常情況下，DNA-PK負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)修復(fù)DNA分子雙鏈斷裂。當(dāng)HIV將基因整合到細(xì)胞DNA中時，病毒DNA和細(xì)胞DNA交會處會發(fā)生單鏈斷裂。研究人員發(fā)現(xiàn)，HIV整合過程中的DNA斷裂令人驚訝地激活了DNA-PK，隨后DNA-PK執(zhí)行了一個不同尋常的破壞性作用：觸發(fā)了一條導(dǎo)致CD4+ T細(xì)胞死亡的信號。那些動員起來對抗感染的細(xì)胞便死在這一死亡信號之下。

科學(xué)家們認(rèn)為，這些新研究發(fā)現(xiàn)表明，用阻斷病毒復(fù)制早期步驟（其中主要涉及DNA-PK激活和整合）的藥物來治療HIV感染個體，不僅可以阻止病毒復(fù)制，或許還可以提高CD4+ T細(xì)胞的存活和免疫功能。這些研究發(fā)現(xiàn)也闡明了休眠HIV感染細(xì)胞儲存庫形成的機(jī)制，可能有助于消除這些持續(xù)性的感染位點(diǎn)。