揭示HIV潜伏细胞的隐藏之地:脑部微胶质细胞成为持久病毒库-肽度TIMEDOO

科学家们一直在寻找人体中HIV潜伏细胞的隐藏位置。最近,北卡罗来纳大学医学院的HIV治愈中心、加利福尼亚大学圣地亚哥分校、埃默里大学和宾夕法尼亚大学的科学家们进行的研究表明,脑微胶质细胞(BM)——寿命长达十年的特殊脑部免疫细胞——可以成为HIV的稳定病毒库,潜伏于人体内,而当前的抗逆转录病毒疗法(ART)无法根除这些潜伏的HIV。如果停止治疗,病毒会从潜伏状态复发,并导致HIV感染进一步发展为艾滋病。

北卡罗来纳大学医学院的HIV治愈中心的助理教授Yuyang Tang博士表示:“我们现在知道微胶质细胞是一个持久存在的脑部病毒库。以前就有这种怀疑,但在人体中缺乏证据。我们用于分离具有活力的脑细胞的方法为未来对中枢神经系统病毒库的研究提供了新的框架,也为HIV根治的努力奠定了基础。”这项研究成果发表在《临床调查杂志》上,题为《尽管持久抗逆转录病毒疗法,脑部微胶质细胞仍然作为持久性HIV库存在》。

HIV是一种难以研究的病毒。在感染过程中,病毒特异性地攻击CD4+淋巴细胞,这些细胞是免疫反应的关键协调者。随着时间的推移,病毒会杀死足够数量的CD4+细胞,导致免疫功能下降。过去的研究表明,潜伏的HIV可以隐藏在一些存活的CD4+ T细胞中,分布在全身和血液中。然而,人体中的中枢神经系统(CNS)中可能存在其他隐藏的病毒库,而这些人接受有效的ART治疗。正如作者所指出的:“关于在持久抗逆转录病毒疗法下人体中枢神经系统细胞中的病毒持续存在的证据仍不完整…脑部微胶质细胞(MG)可能是人类免疫缺陷病毒1(HIV)的一个库,而且在停药后可能引发病毒复苏,但尚未证明它们能够携带具有复制能力的HIV。”

与外周血细胞不同,难以获取和分析脑组织以研究HIV病毒库。由于在接受ART治疗的人群中无法安全采样这些细胞,脑部潜伏库多年来一直是一个谜。

揭示HIV潜伏细胞的隐藏之地:脑部微胶质细胞成为持久病毒库-肽度TIMEDOO

Yuyang Tang, PhD [UNC Division of Infectious Diseases]

在他们的研究中,团队首先研究了埃默里大学耶基斯国家灵长类动物研究中心感染了与HIV密切相关的猕猴免疫缺陷病毒(SIV)的猕猴的大脑,以更好地了解如何从灵长类动物大脑组织中提取和纯化活力细胞。研究人员使用物理分离技术和抗体选择性地去除表达微胶质细胞表面标记物的细胞,然后从通过大脑组织的CD4+细胞中分离和分离高纯度的脑髓细胞(BrMCs)。

利用这些技术,研究人员获得了在加利福尼亚大学圣地亚哥分校的“The Last Gift”研究中捐赠的艾滋病毒阳性人士(艾滋病患者)的样本。作为这一独特而重要努力的一部分,这些无私的艾滋病毒阳性人士正在接受ART治疗,但同时患有其他终末期疾病,并将他们的遗体用于进一步的艾滋病毒研究。

揭示HIV潜伏细胞的隐藏之地:脑部微胶质细胞成为持久病毒库-肽度TIMEDOO

Guochun Jiang, PhD
[UNC Department of Biochemistry and Biophysics]

研究人员解释道:“我们首先开发了从非人灵长类动物组织中分离高纯度的脑髓细胞和微胶质细胞(MG)的方案,然后将这些方案调整为研究含有大量活力细胞的人脑组织,并在迅速尸检后进行探索,以确定人脑髓细胞是否产生具有复制能力的HIV。”共同作者、医学、微生物学与免疫学以及流行病学的杰出教授David Margolis博士进一步指出:“这些样本来自于艾滋病患者,他们正在接受治疗,但面临着某种终末期疾病。他们愿意不仅将自己的遗体捐献给科学,还参与在死亡前几个月的研究项目。这是一个非凡的项目,使这项关键研究成为可能。”

科学家们的研究结果证实了接受ART治疗的HIV感染者的MG中存在具有复制能力的HIV。他们承认,尽管他们的研究受到来自接受ART治疗的人体样本数量有限的限制,但他们认为这些发现与灵长类动物的研究一致。他们总结道:“我们的观察结果支持脑部MG是一种稳定的潜伏感染库,并可能是治疗中断后病毒复苏的来源。清除HIV感染的未来工作将必须包括对CNS MG内HIV的持久性进行评估。”

现在研究人员知道了潜伏的HIV可以藏身于脑部的微胶质细胞中,他们正在考虑针对这种类型的病毒库制定计划。由于脑部潜伏HIV与外周的病毒截然不同,研究人员相信它在脑部复制时已经适应了特殊的特性。在他们的论文中指出:“通过表型研究,根据病毒感染低水平表达细胞的能力,将大脑源病毒确定为巨噬细胞瘤株。大脑中病毒的缺乏遗传多样性表明,这种巨噬细胞瘤株迅速侵袭了脑区域。”

NF-κB信号转导是控制体内HIV表达的关键信号通路之一。当NF-κB信号转导“关闭”时,HIV在外周血液中进入潜伏状态。然而,脑部潜伏的HIV不受NF-κB信号转导的影响。研究人员不确定原因,但一旦找到答案,他们将离知道如何选择性地靶向和根除脑部或外周血液中的病毒更近一步。除了了解脑部潜伏HIV的基本生物学特性外,这项研究还为将来的治愈策略和治疗方法的发展提供了指导。

这项研究的发现在HIV研究领域引起了轰动,为科学家们提供了更深入了解HIV潜伏细胞的隐藏位置的线索。尽管治愈HIV仍然是一个挑战,但这项研究为开发新的治疗策略和根治方法提供了重要的基础。对于那些与HIV感染相关的疾病的患者和医疗专业人士来说,这些发现带来了希望和鼓舞,并为追求HIV治愈的努力带来了新的动力。

编辑:周敏

排版:李丽