單細胞轉錄組學發現HIV-1體內宿主限制因子

來源：作者：人氣：-發表時間：2023-08-09 09:07:00【大中小】

摘要：馬里蘭州沃爾特里德陸軍研究所領導的研究證實了先前針對HIV-1的宿主限制因子的研究結果。

由馬里蘭州沃爾特里德陸軍研究所領導的研究證實了先前針對HIV-1的宿主限制因子的研究結果。在一篇發表在《Science Translational Medicine》雜志上的論文《Single-cell transcriptomics identifies prothymosin α restriction of HIV-1 in vivo》中，作者詳細介紹了組學如何在尋找治療策略時發現相關性。

圖1 研究證實了先前針對HIV-1的宿主限制因子的研究結果

單細胞轉錄組學用于鑒定14例HIV-1感染患者細胞中的活性蛋白。研究小組通過將患者基因表達與單個細胞內的病毒RNA (vRNA)數量聯系起來，縮小了一份被稱為宿主限制因子的潛在抗病毒蛋白質清單。這些蛋白質是人體先天免疫系統的一部分，識別并干擾病毒復制周期的特定步驟，從而阻止感染。

研究小組還比較了血漿病毒載量最高的參與者的測序結果，結果顯示vRNA轉錄與編碼胸腺酶原α (ProTα)的基因PTMA的表達呈負相關。

這種關聯隨后在初始研究之外的另外28名參與者中得到了驗證。胸腺酶原α在體外的過表達證實了這種細胞因子抑制HIV-1轉錄和感染性病毒的產生。

研究人員發現，個體免疫細胞中的HIV-1 RNA (vRNA)與特定的臨床測量結果相關。通過單細胞分析，研究人員從急性HIV感染(AHI)和抗逆轉錄病毒治療(ART)階段的參與者中鑒定出帶有vRNA的細胞。

vRNA+細胞主要存在于CD4+ T細胞亞群中。相關分析顯示，vRNA+ CD4+ T細胞的頻率與細胞相關的HIV-1 DNA總量和血漿病毒載量呈正相關。這表明vRNA在這些細胞中的存在具有重要的生物學意義，并與HIV-1臨床參數有關。

在對該方法的確認中，17年前，紐約西奈山醫學院的研究人員發現了prothmosin α - HIV-1限制性蛋白，并在《Journal of Virology》上發表的一篇題為“Novel Function of Prothymosin Alpha as a Potent Inhibitor of Human Immunodeficiency Virus Type 1 Gene Expression in Primary Macrophages”的論文中進行了描述。

先前的研究還觀察到HIV-1感染的人類T細胞與ProTα mRNA的可檢測量降低相關。西奈山的研究發現ProTα活性以劑量依賴性的方式顯著抑制原代巨噬細胞中的HIV-1復制，但對CD4+ T細胞中的HIV-1幾乎沒有影響。

目前的研究展示了使用單細胞轉錄組學技術來識別潛在的抗病毒因子，如HIV-1的ProTα和其他病毒預防和治療策略。

參考資料：

[1] Single-cell transcriptomics identifies prothymosin α restriction of HIV-1 in vivo