耶魯團隊首觀察 HIV 如何與人類 T 細胞結合第一步 助研愛滋病新療法

最新刊於《自然》的研究首次展示人類免疫缺陷病毒 (HIV) 如何與免疫細胞 T 細胞結合,發現可能會對對抗 HIV 這重大全球公共衛生議題的新療法有重要影響。

HIV 造成的愛滋病自 20 世紀發現以來,已奪走 4,040 萬人的生命,並在全球所有國家傳播。

儘管抗病毒療法有助將 HIV 感染者的病毒壓低至檢測不到的水平,但目前尚無治療方法或疫苗來完全治癒這種感染,患者必須終生服藥。然而,對於某些患者來說,藥物的有效性可能會隨著時間減弱。因此,學界不斷研發相關的治療方法。

多年來學者已發現, HIV 首先會結合稱為 CD4 的細胞表面受體來感染宿主。在是次研究中,團隊使用低溫電子斷層掃描 (cryoET) 的成像技術,以觀察最常見的 HIV 類型 HIV-1 如何與攜帶 CD4 受體的類病毒顆粒 (virus-like particles, VLP) 互動,以模仿自然界中 HIV 與免疫細胞 T 細胞互動的方式。

是次由耶魯大學醫學教授 Walther Mothes 領導的團隊使用鼠白血病病毒 (murine leukemia virus, MLV) 來生產帶有 CD4 受體的類病毒顆粒,然後使用低溫電子斷層掃描觀察 HIV-1 和 類病毒顆粒的混合物在細胞膜上的互動。

團隊發現, HIV-1 和類病毒顆粒會形成一小簇環型的結構。當膜距離較遠時, HIV-1 僅與一個 CD4 結合,但當膜靠近時, HIV-1 則會與第二個和第三個 CD4 結合。 Mothes 解釋,

團隊相信這三個中間步驟代表了 HIV 如何自然地與 T 細胞上的 CD4 結合。

團隊希望,透過針對這些現象,有助研發新的愛滋病毒感染預防與治療方法,同時不干擾對細胞有益的其他分子。研究的首席作者、Mothes 實驗室副研究科學家李文偉(Li Wenwei 譯音)解釋, HIV 就如路上行駛中的流氓汽車,目前的藥物會堵塞車路,以阻止 HIV 傳播,但也會影響路上的其他汽車,即其他體內分子。而學界正在了解病毒的大小和形狀等外觀,以便人類可用藥物專門針對體內的 HIV ,在不影響身體其他分子。

一旦病毒與宿主細胞膜結合,病毒就可增生。在未來的研究中,團隊希望更詳細地研究這種融合。該團隊亦計劃將是次研究所用技術應用於分析 COVID-19 感染,以助對抗這種仍在不斷演變與傳播的病毒。

來源:

IFL Science, We Now Know How HIV Fuses To Our T Cells, Which Could Impact Future Treatments

報告:

Li, W., Qin, Z., Nand, E. & et al. (2023). HIV-1 Env trimers asymmetrically engage CD4 receptors in membranes. Nature 623, 1026–1033. doi: 10.1038/s41586-023-06762-6

文/AC

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