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艾滋病毒是如何实现性传播的?科学家用录像复现了整个过程

谈起艾滋病,大家都知道它是由人类免疫缺陷病毒(HIV)攻击人体内的CD4+淋巴细胞引起的,主要有性传播、母婴传播、血液传播三种传播途径。当前,性传播途径是我国艾滋病传播的主要途径。众所周知未保护的性交均具有传播艾滋病的风险,但这一过程具体是如何实现的呢?科学家们如何设计药物阻断这一过程呢?

在这一过程中,尿道粘膜是HIV进入人体的重要门户。其实,尿道是许多病原体感染的初始部位,例如大肠杆菌、巨细胞病毒、人乳头瘤病毒和单纯疱疹病毒等。有实验表明,将HIV病毒输入雄性猴子尿道可导致后天免疫机能丧失综合征样的表现,证实了尿道粘膜也是HIV-1的有效进入场所。只是,人们对其具体过程尚不了解。

关于这个问题,国际著名期刊《Cell》旗下子刊《Cell Reports》发表了法国巴黎第五大学Morgane Bomsel团队名为“Live Imaging of HIV-1 Transfer across T Cell Virological Synapse toEpithelial Cells that Promotes Stromal Macrophage Infection”的研究成果,该研究使用视频记录下了HIV传播的过程。

DOI:10.1016/j.celrep.2018.04.028

为了实现对人类尿道粘膜以及HIV的动态观察,研究人员在体外重建的极化尿道上皮上植入了CD4+T细胞,并使用绿色荧光蛋白标记了HIV病毒,随后使用定量活成像技术对其进行观察,掌握了它们的相互作用。

HIV-1感染的CD4+T细胞

录像显示,当已被感染的CD4+T细胞与上皮细胞接触时,HIV病毒聚集在两者之间,随后形成病毒突触,向上皮细胞表面的方向转移。研究人员继续跟踪荧光标记的病毒从病毒突触脱落到上皮细胞,他们确认尽管巨噬细胞更接近受感染的CD4+T细胞,但病毒突触的形成和明确的HIV-1转移只发生在上皮细胞处。

HIV从病毒突触转移到上皮细胞

然而,受感染的CD4+T细胞无法通过上皮屏障,巨噬细胞是如何被感染的呢?研究人员使用未感染细胞的病毒对体外粘膜进行感染,发现仅使用病毒无法穿过上皮细胞层感染巨噬细胞。荧光跟踪上皮细胞和HIV-1感染的CD4+T细胞发现,约有三分之一的病毒向粘膜下闪移动。研究人员认为,病毒突触形成后,部分病毒在上皮发生转细胞变异,而这部分病毒在直接穿过了上皮细胞,最终被巨噬细胞捕获并在巨噬细胞中发生复制。

HIV病毒感染巨噬细胞

总而言之,此研究突破性地记录下了HIV通过性传播感染人体的过程,为HIV传播阻断药物地研发提供了重要的依据。这一发现也直接指出了HIV感染与巨噬细胞密切的关系,今后艾滋病的防治中或许可以针对巨噬细胞进行更多样化的研究。

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文章来源于生物探索,作者张佳兴

参考资料:

[1]https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)30570-9?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fp