HIV

Nature Communications 14권, 기사 번호: 4588(2023) 이 기사 인용

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생산적 감염에 필요한 인간 면역결핍 바이러스 1(HIV-1) 핵 진입 메커니즘은 완전히 이해되지 않았습니다. 여기에서 우리는 각각 VSV-G 및 기본 Env 단백질로 pseudotyped된 HIV-1에 감염된 HeLa 세포 및 활성화된 CD4+ T 세포에서 세포내이입된 HIV-1을 포함하는 Rab7+ 후기 엔도솜이 핵 봉투 함입(NEI)의 형성을 촉진한다는 것을 보고합니다. 외부 핵막 단백질 VAP-A, 과인산화된 ORP3 및 Rab7로 구성된 VOR 복합체와 관련된 분자 메커니즘. VAP-A 또는 ORP3를 억제하고 ORP3-VAP-A에 결합하는 Rab7의 약물 매개 손상은 HIV-1 구성 요소의 핵 전달과 생산적 감염을 억제했습니다. HIV-1 내성 정지 CD4+ T 세포에서 ORP3는 과인산화되지 않았으며 VOR 복합체나 NEI도 형성되지 않았습니다. 이 새로운 세포 경로와 그 분자 플레이어는 잠재적인 치료 표적이며, 아마도 수명주기를 완료하기 위해 핵 진입이 필요한 다른 바이러스와 공유될 수 있습니다.

현재 치료법으로 인해 HIV-1 유발 후천성 면역결핍 증후군(AIDS)이 관리 가능한 만성 질환이 되었지만 여전히 전 세계 보건 우선순위로 남아 있습니다. 치료법이 불가능하고 약물 내성이 발생한다는 사실은 더 나은 치료 전략을 개발하려면 HIV-1 생활주기의 모든 단계에 대한 깊은 이해가 필요함을 나타냅니다. 레트로바이러스 생활주기의 초기 단계에서는 바이러스 구성요소를 숙주 DNA에 통합하기 위해 세포 진입과 핵 구획에 대한 접근이 필요합니다. 초기 연구에서는 원형질막1,2,3과의 직접 융합을 통해 HIV-1의 pH 독립적 세포 진입을 뒷받침했지만, 축적된 증거는 세포 흡수4,5,6,7,8시 엔도솜 막과 바이러스의 융합을 암시합니다. 예를 들어, 수포성 구내염 바이러스 G(VSV-G) 단백질에 의한 HIV-1 위형화는 세포내이입 경로로의 HIV-1 진입을 표적으로 합니다9,10. 다이나민과 Eps15의 트랜스 우성 음성 돌연변이를 적용함으로써 다이나민 의존성, 클라트린 매개 세포내이입이 CD4+ HeLa 세포로 생산적인 HIV-1 진입을 유도할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 세포내이입에 의한 HIV-1의 세포 진입은 리소좀 구획에서 바이러스 성분의 분해로 이어지는 막다른 경로로 간주 및/또는 간주되었지만(참조 14에서 검토), 그럼에도 불구하고 다음을 통해 경로를 지시할 수 있습니다. 큰 사전 통합 핵단백질 복합체(PIC)가 핵에 도달하여 들어갑니다. 실제로, 세포 유형에 따라 달라질 수 있는 후속 시공간 세포내 단계는 불분명하거나 HIV-1 및 핵에서 복제되는 기타 외피 바이러스에 대해 논쟁 중입니다. 바이러스 캡시드 코팅 해제와 바이러스 게놈의 핵 도입은 생산적인 감염에 매우 중요합니다. 임포틴20,21 및 핵 기공 복합체(NPC)22,23,24,25,26,27의 구성 요소를 포함하여 숙주 요인이 잠재적으로 PIC의 핵 진입에 관여합니다. 최근 NPC를 통한 온전한 원뿔형 HIV-1 캡시드의 수송과 NPC30,31 또는 핵 내부에서 코팅되지 않은 캡시드가 보고되었습니다. HIV-1 핵 도입을 억제하면 생산적인 감염이 차단되므로 HIV 바이러스 생활주기의 이 단계는 잠재적인 약물 표적이 됩니다.

우리는 최근 세포내이입된 세포외막 소포(EV)의 단백질과 핵산이 핵 구획에 도달하여 유전자 발현 프로파일 또는 세포 운명을 변경하는 새로운 세포내 경로를 설명했습니다. 세포내이입된 EV가 핵질 세망(NR)으로 진입하고, 특히 유형 II 핵 봉투 함입(NEI)36에서 NPC를 통한 EV 화물의 후속 핵 이동은 후기 엔도좀을 외부 핵막(ONM)34에 도킹해야 합니다. 도킹은 ONM 국소 소포 관련 막 단백질(VAMP) 관련 단백질 A(VAP-A), 세포질 옥시스테롤 결합 단백질(OSBP) 관련 단백질-3(ORP3), 및 후기 엔도솜 관련 소형 GTPase Rab737. 이 경로는 OSBP 계열의 구성원인 ORP3에 작용하는 FDA 승인 항진균제인 이트라코나졸(ICZ)38에 의해 차단될 수 있습니다. ORP3는 지질, 특히 소기관 사이의 막 접촉 영역에서 발견되는 스테롤의 교환에 관여합니다. 트로이 엑소좀 가설42,43,44에 의해 가정된 엑소좀 경로와 바이러스 주기 사이의 상동성은 EV 핵 진입 경로가 수명 주기 동안 핵 접근이 필요한 바이러스에 적용되는지 여부를 조사하게 했습니다. 여기에서 우리는 VSV-G 또는 기본 Env로 pseudotyped된 HIV-1이 HeLa 세포 또는 1차 CD4+ T 세포로 내재화한 후 EV와 동일한 경로를 사용하여 내용을 숙주 세포의 핵으로 전달한다는 것을 보여줍니다. 이 과정은 화학적으로 차단될 수 있습니다 약제.

50 cells per experiment, n = 3). i–m Colocalization of IN-2 with Rab proteins. Experimental methodology (i). Cells were baculovirus infected to express Rab5/Rab7-RFP and then HIV-Gag-iGFP infected. At different times, cells were processed for ICC for HIV-1 IN and counterstained with DAPI. Noninfected cells expressing Rab5/7-RFP were analyzed (control). Composite images revealed colocalizations of IN-2 and Rab5-RFP (j white arrow) or Rab7-RFP (k green arrow) at early and late time points, which are rendered in a 3D image (l) and quantified using Pearson’s R correlation coefficient (m n = 25 cells per time point). We used a MOI of 2. In all cases, the means ± S.D. and, where appropriate, the individual values for each experiment are shown. P values are indicated. Scale bars, 2 (l), 5 (a, b), 10 (e, g, j, k) µm./p>35% in scrambled shRNA or VAP-B-deficient cells (Fig. 3f, g), supporting the idea that the integrity of the VOR complex is necessary for this process. Raising the number of MOI (e.g., 8 instead of 2) partially increased the number of GFP+ cells in VAP-A-deficient cells from 4.56 ± 2.03% to 8.07 ± 1.71%, which is lower than the corresponding number in scrambled shRNA, 48.81 ± 4.82%, but in line with the remaining amount of VAP-A (Supplementary Fig. 5a)./p>math>gamma function in Fiji. For 3D image reconstruction, z stacks of entire cells at 0.3-µm per slice were acquired, and the images were rendered in 3D using Imaris software (version 9.6, Bitplane, Concord, MA)./p>

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