單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)發(fā)現(xiàn)HIV-1體內(nèi)宿主限制因子
摘要：馬里蘭州沃爾特里德陸軍研究所領(lǐng)導(dǎo)的研究證實(shí)了先前針對(duì)HIV-1的宿主限制因子的研究結(jié)果。
由馬里蘭州沃爾特里德陸軍研究所領(lǐng)導(dǎo)的研究證實(shí)了先前針對(duì)HIV-1的宿主限制因子的研究結(jié)果。在一篇發(fā)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(xì)介紹了組學(xué)如何在尋找治療策略時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)性。
圖1 研究證實(shí)了先前針對(duì)HIV-1的宿主限制因子的研究結(jié)果
單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)用于鑒定14例HIV-1感染患者細(xì)胞中的活性蛋白。研究小組通過(guò)將患者基因表達(dá)與單個(gè)細(xì)胞內(nèi)的病毒RNA (vRNA)數(shù)量聯(lián)系起來(lái)，縮小了一份被稱為宿主限制因子的潛在抗病毒蛋白質(zhì)清單。這些蛋白質(zhì)是人體先天免疫系統(tǒng)的一部分，識(shí)別并干擾病毒復(fù)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(cè)序結(jié)果，結(jié)果顯示vRNA轉(zhuǎn)錄與編碼胸腺酶原α (ProTα)的基因PTMA的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。
這種關(guān)聯(lián)隨后在初始研究之外的另外28名參與者中得到了驗(yàn)證。胸腺酶原α在體外的過(guò)表達(dá)證實(shí)了這種細(xì)胞因子抑制HIV-1轉(zhuǎn)錄和感染性病毒的產(chǎn)生。
研究人員發(fā)現(xiàn)，個(gè)體免疫細(xì)胞中的HIV-1 RNA (vRNA)與特定的臨床測(cè)量結(jié)果相關(guān)。通過(guò)單細(xì)胞分析，研究人員從急性HIV感染(AHI)和抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療(ART)階段的參與者中鑒定出帶有vRNA的細(xì)胞。
vRNA+細(xì)胞主要存在于CD4+ T細(xì)胞亞群中。相關(guān)分析顯示，vRNA+ CD4+ T細(xì)胞的頻率與細(xì)胞相關(guān)的HIV-1 DNA總量和血漿病毒載量呈正相關(guān)。這表明vRNA在這些細(xì)胞中的存在具有重要的生物學(xué)意義，并與HIV-1臨床參數(shù)有關(guān)。
在對(duì)該方法的確認(rèn)中，17年前，紐約西奈山醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了prothmosin α - HIV-1限制性蛋白，并在《Journal of Virology》上發(fā)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(jìn)行了描述。
先前的研究還觀察到HIV-1感染的人類T細(xì)胞與ProTα mRNA的可檢測(cè)量降低相關(guān)。西奈山的研究發(fā)現(xiàn)ProTα活性以劑量依賴性的方式顯著抑制原代巨噬細(xì)胞中的HIV-1復(fù)制，但對(duì)CD4+ T細(xì)胞中的HIV-1幾乎沒(méi)有影響。
目前的研究展示了使用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)來(lái)識(shí)別潛在的抗病毒因子，如HIV-1的ProTα和其他病毒預(yù)防和治療策略。
參考資料：
[1] Single-cell transcriptomics identifies prothymosin α restriction of HIV-1 in vivo
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