共同防扭转录病毒所受到感染疗法(combination antiretroviral therapy, cART)能高效抑制HIV-1在患者外周血中的的病毒所受到感染载总量进而极大程度上延缓肿瘤症患者的平均寿命,但HIV-1潜藏库里(latent reservoir)的存有使得病毒所受到感染在强大的防生素治疗法压力下仍以求短时间所受到感染(persistence),所以如何彻底清除HIV-1潜藏库里已成为理论上救活肿瘤症的首要受阻。近些年来研究课题人员致力于HIV-1一般而言救活(functional cure)的法则,有助于通过各有不同途径逐步缩小并就此清除体内病毒所受到感染潜藏库里,从而使得患者在中的止cART后,病毒所受到感染载总量能获得长时间控制而不发生回弹。这其中的最具潜力的法则之一叫作“shock and kill”,即通过开发计划和技术的发展高效更高毒的潜藏扭转因子(latency reversing agents, LRAs)介导潜藏库里细胞核中的的HIV-1前病毒所受到感染(provirus),使得周期开放性地状态的潜藏库里细胞核需要之后大总量解码病毒所受到感染,能用致细胞核病症效应(cytopathic effects, CPEs)及免疫需要的话就此以求伤并清除。
然而,研究课题注意到被给予厚望的LRAs虽然能在体外和体内有效介导潜藏的HIV-1,但潜藏库里细胞核并没能获得减少。换言之,单纯依靠LRAs以缩小潜藏库里的策略存有假说和/或技术的发展上的严重不足。之后的研究课题注意到,HIV-1潜藏所受到感染的细胞核存有一套特有的组态以反击炮弹,从而强而有力了病毒所受到感染潜藏库里的存有。因此,促使HIV-1如何转录细胞核通道以减少其存活开放性(viability),以及如何即使如此此种转录,对于全面开放性优立体化“shock and kill”一般而言救活策略至关最主要。
近日,Science Advances在线发表了American特拉华佐治亚理工学院Wexner所学院Jian Zhu教授工作团队的成就Inhibition of Polo-like kinase 1 (PLK1) facilitates the elimination of HIV-1 viral reservoirs in CD4+ T cells ex vivo(第一原作者 Dawei Zhou)。研究课题注意到,细胞核存活及细胞核周期转录转移酶Polo-like kinase 1(PLK1)对于HIV-1强而有力潜藏所受到感染细胞核以免所受炮弹依赖开放性关键开放性转录依赖开放性。
作为细胞核有丝分裂最主要的“哨点”分子(checkpoint),PLK1在非分裂细胞核中的的功能开放性,尤为是直接参与转录细胞核存活与防诱导方面或多或少值得注意。Jian Zhu工作团队注意到,HIV-1通过初始所受到感染(de novo infection)和潜藏介导(reactivation from latency)两种病毒所受到感染解码方式皆能显着减少PLK1在HIV-1天然靶细胞核——原代CD4+ T细胞核中的PLK1的蛋白质表达总量,同时注意到HIV-1 Nef蛋白质直接参与了PLK1的蛋白质大幅减少。研究课题人员全面开放性推断出了Nef可通过挟持胞内phosphoinositide 3-kinase(PI3K)和aurora kinase A(AURKA)波形通道大幅减少PLK1的蛋白质程度。先前研究课题推论,HIV-1介导的PLK1蛋白质程度减少得益于推动了蛋白质的SUMO立体化(SUMOylation),同时抑制了泛素立体化(ubiquitination)以及蛋白质酶复合体(proteasome)直接参与的降解。SUMO立体化PLK1发生入核并在核内有数,强而有力并减少蛋白质程度的同时也增强了细胞核存活波形(cell survival signaling)。
在此细立体化,研究课题人员注意到通过防生素拮防PLK1以及敲更高PLK1表达皆能有效推动HIV-1抑止的细胞核死亡,而在缺失HIV-1解码的细胞核里,PLK1的拮防与敲更高皆未造成明显细胞核死亡。此得出结论PLK1的存有受阻了HIV-1解码所其会的CPEs,而即使如此此种受阻,病毒所受到感染以求发挥作用抑止细胞核炮弹。全面开放性的研究课题表明,能用LRAs以介导潜藏的HIV-1,PLK1的防生素拮防需要明显减少HIV-1阳开放性患者外周血周期开放性地CD4+ T细胞核(primary resting CD4+ T cells,此为HIV-1潜藏库里的主要据点)中的病毒所受到感染潜藏库里的输出功率(reservoir size)。综上所述,PLK1在HIV-1直接参与减少潜藏细胞核生存开放性,反击细胞核死亡,强而有力潜藏库里方面依赖开放性最主要的转录依赖开放性,而拮防PLK1则可有效辅助HIV-1潜藏库里细胞核的清除,这对未来全面开放性环绕着HIV-1一般而言救活研究课题依赖开放性了不遗余力的指导依赖开放性。
众所周知,虽然HIV-1不是一种典型的致肿瘤病毒所受到感染(oncovirus),但肿瘤症患者由于免疫缺陷,尚可其会产生都有肿瘤症假设开放性白血病(AIDS-defining cancers, ADCs)比如戈波西肉瘤(Kaposi sarcoma, KS)、恶开放性肿瘤中的枢神经淋巴瘤(primary central nervous system lymphoma, PCNSL)、非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin lymphoma, NHL)等,以及包括白血病(lung cancer)、肝肿瘤(liver cancer)、口腔肿瘤(oral cancer)、肿瘤( cancer)等在内的非肿瘤症假设白血病(non-ADCs, NADCs)。研究课题注意到绝大部分上述白血病伴随有PLK1的异常大幅减少,而PLK1现今已作为最主要的白血病治疗法靶点来顺利进行类似物研发和流行病学干预。因此,本研究课题的另一个亮点在于推断出了对于肿瘤症患者,共同PLK1类似物与cART顺利进行治疗法的潜在可行与最主要意义。难得完全PLK1类似物一方面需要即使如此HIV-1潜藏细胞核反击炮弹的固有组态,辅助潜藏库里细胞核的清除,另一方面也会牵制白血病的加剧与蔓延,依赖开放性一箭双雕之功效。因此,未来的研究课题应密切相关体内实验者及流行病学检验(clinical trials),评估PLK1类似物与cART共同用到的有效开放性。
American特拉华佐治亚理工学院Wexner所学院生理系Jian Zhu教授为本文通讯原作者。研究工作研究课题员Dawei Zhou为本文第一原作者。马萨诸塞大学新泽西理工学院Wei Zhang,哈佛医学院丹娜—法伯白血病研究课题所Jun Qi以及诺华(牛津)生物医学研究课题院Jay Bradner直接参与密切合作。
值得注意注解:
View ORCID ProfileDawei Zhou, View ORCID ProfileTsuyoshi Hayashi, Maxime Jean, et al.Inhibition of Polo-like kinase 1 (PLK1) facilitates the elimination of HIV-1 viral reservoirs in CD4+ T cells ex vivo.Science Advances 15 Jul 2020:Vol. 6, no. 29, eaba1941DOI: 10.1126/sciadv.aba1941
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