研究揭示HIV感染新机制,靶向CCR5

文摘   2024-10-21 07:30   上海  

The sound of firecrackers is 

dispelled in one year,and the spring 

breeze warms Tusu


靶向CCR5转运以抑制HIV-1感染

HIV-1感染免疫细胞,特别是CD4T淋巴细胞和巨噬细胞,导致艾滋病。HIV-1的入胞是由其表面包膜糖蛋白gp120与宿主细胞表面的两个受体CD4和一个辅助受体相互作用而启动的。

CC趋化因子受体5(CCR5)是R5嗜性毒株的主要辅助受体,负责HIV-1感染的传播和建立。CCR5基因的遗传多态性与HIV耐药有关。CCR5 delta32等位基因纯合子个体在细胞表面不表达CCR5,对HIV-1感染具有抗性。

CCR5在HIV-1感染中发挥关键作用的另一个证明来自于移植了delta32/delta32个体干细胞的患者的感染长期控制。由于细胞表面CCR5的缺失,CCR5 delta32个体没有表现出主要的缺陷,因此,该疗法显示出巨大的前景。

因此,已经开发了几种针对CCR5的抗HIV疗法,例如药物maraviroc,CCR5阻断抗体和CCR5基因编辑。其中,maraviroc是目前唯一用于治疗患者的针对CCR5的抗HIV疗法。通过与CCR5结合,这种小的非肽CCR5配体通过变构机制阻止HIV-1gp120与CCR5的相互作用。

01

.

Summary Overview

利用基于细胞的方法监测分泌途径中的差异蛋白运输,并结合高内涵筛选,研究者们鉴定了3个分子,它们特异性地减少了HIV-1的主要辅助受体CCR5向质膜的传递。对与其密切相关的受体CCR1和CXCR4没有影响。这些分子在原代巨噬细胞中也很强,因为它们显著减少HIV的进入。

在分子水平上,其中两个分子抑制了CCR5的关键棕榈酰化,从而将CCR5阻断在早期分泌途径中。研究者们结果为基于贩运控制的治疗开辟了一条明确的途径,并表明预防HIV感染可以在其受体传递的水平上进行。

02

.

Statistical Result

1.CCR5和TNF向细胞表面的差异转运

为了研究CCR5向质膜的递送并鉴定影响其顺向转运的化合物,研究者们使用RUSH实验同步其转运。简而言之,目标物与链霉亲和素结合肽(SBP)融合,并与ER的驻留蛋白共表达,后者与链霉亲和素融合。他们构建了一个稳定表达适应RUSH实验的CCR5的HeLa细胞系。

图1  CCR5和TNF的差异转运

结果表明,CCR5与TNF不完全共定位,TNF从高尔基复合体中输出,在管状和囊泡运输载体中,CCR5被排除在之外。此外,他们发现,CCR5一旦被递送到质膜上,就会保持稳定,而TNF则会迅速消失。总之,CCR5和TNF具有不同的转运特性,这些特性很可能是由不同的分子机制所维持的。

2.通过高内涵筛选鉴定抑制CCR5分泌的分子

为了鉴定特异性抑制CCR5质膜递送的分子,研究者们使用稳定表达RUSH适应CCR5或TNF的HeLa细胞对化学文库进行了高内涵筛选。当分子溶解在DMSO中时,使用相同浓度的DMSO作为阴性对照。阻断分泌的BFA和破坏微管和扰乱高尔基体组织的诺考达唑被用作额外的对照。

图2  通过高内涵差异筛选鉴定抑制CCR5

转运的分子

结果表明,在没有生物素的情况下,GFP信号仅限于CCR5和TNF的ER,并且几乎没有可见的表面抗GFP信号。与生物素孵育后,CCR5和TNF到达质膜。然而,除了研究中提到的这些通用抑制剂之外,一些分子特异性地扰乱CCR5或TNF的分泌。这表明区分CCR5和TNF转运的明显定性和定量差异可以转化为特异性抑制。

3.抑制原代人巨噬细胞中的HIV-1感染

为了验证分子13、14和15对将CCR5递送到细胞表面的影响,研究者们监测了流式细胞术过夜处理后人单核细胞来源巨噬细胞中内源性CCR5的表达。

与DMSO处理相比,这些分子单独或组合孵育过夜后诱导CCR5细胞表面表达小而显着下降。然而,在相同条件下,CXCR4的细胞表面表达没有显著改变。这三种分子单独或组合,也没有诱导主要的细胞毒性。

图3  用分子 13、14 和 15 治疗可降低人巨噬细胞中的 HIV-1 R5 感染

CCR5对于HIV颗粒结合靶细胞并通过融合介导其进入至关重要。数据表明,在细胞表面表达的新合成CCR5的少量减少足以显著影响R5热带HIV-1进入人巨噬细胞。为了进一步评估病毒进入的扰动是否足以改变病毒周期和产生,量化了巨噬细胞产生的p24衣壳蛋白的总量。病毒的产生和分泌均大幅减少31.4%至76.0%。这些结果表明,特异性减少细胞表面CCR5分泌的分子会损害人巨噬细胞的HIV-1感染。

03

.

Research Summary

许多病理的发展依赖于蛋白质的有效细胞内运输。运输到细胞表面尤为重要,因为粘附蛋白、通道、蛋白酶或受体等必须到达质膜才能实现其功能。因此,与其寻找能够在质膜表达时扰乱其功能的分子,不如靶向它们的运输途径以防止它们在细胞表面的正常表达,从而探索一种新的治疗选择。

本研究中鉴定的三种分子在病毒进入水平和人巨噬细胞中病毒颗粒产生方面均显示出对R5热带病毒HIV-1感染的抑制作用。本次研究证实了研究者们的模型,该模型提出可以利用分泌途径的多样性来识别特异性影响给定受体转运的分子。因此,靶向靶蛋白的转运和功能可能代表一种新的治疗范式。


- END -



加小编微信|ruarua0706

进药物设计|科研交流群

备注|学校+研究方向



征稿啦!!!“计算机辅助药物设计CADD”微信公众号自创办以来得到了广大科研工作者和研究生的广泛关注和支持。为更好地服务计算机辅助药物设计研究和应用,本公众号现因业务需要长期招聘供稿作者。

您可发送简历到likeapoem@163.com,邮件主题请注明“姓名+供稿作者”。

欢迎药物设计类相关专业的科研爱好者加入“计算机辅助药物设计CADD”团队。


氨氮锰
欢迎你,adminer.
 最新文章