人體內可以抑制HIV復制的天然免疫因子有哪些
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1.APOBEC3G (A3G):A3G可以被打包進病毒顆粒,在病毒的逆轉錄過程中發揮抗病毒作用。其能夠使新生DNA負鏈上的腺嘌呤或胞嘧啶脫氨基變為黃嘌呤或尿嘧啶,產生對病毒致死的G→A高突變,而APOBEC3G能被HIV-1的Vif蛋白拮抗。
2.SAMHD1:在樹突狀和髓系細胞中表達,通過影響磷酸水解酶活性降低dNTP水平,干擾HIV復制。并具有核酸酶活性,降解病毒RNA。SAMHD1能被Vpx和Vpr所拮抗。
3.Tetherin:是一種被干擾素α誘導產生的宿主限制性因子,可以將新生HIV病毒顆粒束縛在細胞表面,阻止病毒釋放。Vpu拮抗Tetherin的功能,是HIV-1完成跨種傳播的重要毒力因子。
4.轉運蛋白(translocator protein, TSPO):位于線粒體膜上的TSPO可與線粒體相關ER膜上的VDAC相互作用改變膜電位,阻斷活性氧物質的釋放來降低內質網內的氧化狀態,導致Env錯誤折疊并經由ERAD途徑識別降解,最終使新生HIV-1病毒缺乏Env且傳染性降低。
5.內質網甘露糖苷酶I (endoplasmic reticulum α 1,2-mannosidase I,ERMAN I):ERMan I在內質網中的高表達增加線粒體TSPO的表達,破壞了Env在內質網中正確折疊所必需的最佳氧化狀態,使Env錯誤折疊,最終導致其降解。
6.鳥苷酸結合蛋白5(guanylate-binding protein 5, GBP5):GBP5是干擾素誘導的鳥苷三磷酸酶(GTPases)超家族成員之一,研究表明,GBP5可通過干擾高爾基體內包膜糖蛋白的N-連接寡糖糖基化修飾來影響HIV-1包膜糖蛋白的加工,增加了子代病毒包膜上未成熟gp160,降低了HIV-1的感染性。
圖1. TSPO、ERMAN I和GBP5在HIV-1復制過程中可能抑制作用機制示意圖[1]
7.絲氨酸結合蛋白(serine incorporator, SERINC3/5): 在HIV-1缺乏負調節因子Nef或SERINC5自身過表達的情況下,SERINC5能和對它有高親和力的子代病毒包膜結合,以此抑制HIV-1和宿主細胞之間小融合孔的形成,從而限制了HIV-1與宿主細胞的融合,最終降低了HIV-1的感染力。SERINC蛋白還可能與HIV-1的Env蛋白相互作用,引起Env蛋白的構象變化,減緩HIV-1與宿主細胞的融合過程,并使HIV-1暴露出能與各種中和抗體結合的表位,從而對HIV-1復制起到一定抑制作用。
圖2. SERINC5 在HIV-1復制過程中可能抑制作用機制示意圖[1]
8.鋅指抗病毒蛋白(zinc-finger antiviral protein, ZAP): ZAP過表達可通過阻止HIV-1 mRNA翻譯來抑制HIV-1的復制。其機制可能是:A. ZAP與宿主細胞eIF4G結合,使病毒mRNA不能成功進行翻譯。B. ZAP可通過與病毒mRNA結合、與ZAP結合反應元件(ZRE)結合或間接影響RNA解旋酶p72/DDX17來募集具有mRNA降解酶活性的物質,從而降解病毒mRNA。
9.TRAB結構域包含蛋白2A (TRAB domain-containing protein 2A ,TRABD2A):該蛋白家族成員主要包括TRABD2A和TRABD2B。TRABD2A主要表達于靜息CD4+T細胞表面,TRABD2A在HIV-1感染中能夠發揮抗病毒功能,通過降解CD4+T細胞膜上的病毒結構蛋白Gag以限制HIV-1在靜息CD4+T細胞中的子代組裝,進而抑制HIV-1復制。
宿主限制性因子的鑒定仍是研究抗HIV天然免疫的熱點,科學家不斷發現的抗HIV天然限制因子,為理解HIV發生跨種傳播的機制,開發抗HIV/AIDS的新療法提供了一個潛在的策略。
參考文獻
[1]. Ghimire, D., M. Rai and R. Gaur, Novel host restriction factors implicated in HIV-1 replication. Journal of general virology, 2018. 99(4): p. 435.
[2]. Liang, G., et al., Membrane metalloprotease TRABD2A restricts HIV-1 progeny production in resting CD4(+) T cells by degrading viral Gag polyprotein. Nat Immunol, 2019. 20(6): p. 711-723.