Boston大学Hughes等在Science Advances发表了一篇重要的HIV-1组装过程中对CARD8激活的规避机制分析。CARD8激活是单梁组发现的HIV-1治愈的新靶点,该组开启了这个HIV-1研究领域,使其成为了当前该领域热点。单梁组目前正在深圳医学研究院招生招聘(http://t.cn/AXvJfOCx)。
这项最新研究探讨了在病毒组装过程中,HIV-1如何阻止其自身的蛋白酶(PR)激活CARD8炎症小体并杀死宿主细胞。目前已知CARD8能够感知PR,尤其是在NNRTI诱导的PR过早激活的情况下,但在更生理性的情境中,即正常的病毒粒子组装期间,这一过程不甚明确。
本研究使用 HEK293T 细胞、THP-1 巨噬细胞、原代巨噬细胞和原代 CD4 T 细胞,检测在Gag蛋白中引入靶向突变(MA、NC、p6)以破坏组装步骤。研究发现,破坏Gag蛋白的关键区域会从根本上改变HIV-1蛋白酶活性的时序和定位,导致CARD8炎症小体的异常激活。基质结构域的缺失(ΔMA6–125)导致Gag-Pol过早发生自身加工,活性蛋白酶泄漏到细胞质中,并在巨噬细胞和原代CD4 T细胞中引发强烈的CARD8依赖性细胞焦亡。类似地,p6蛋白中两个PTAP基序的突变会损害ESCRT介导的出芽过程,使活性蛋白酶能够从停滞的组装位点逃逸,并强烈触发IL-1β的释放和caspase-1的活性。相比之下,核衣壳缺失对巨噬细胞的影响甚微,但在CD4 T细胞中却产生了轻微的蛋白酶依赖性杀伤作用,这凸显了不同细胞类型在组装动力学上的差异。在不同系统中,蛋白酶抑制剂或CARD8基因敲除/敲低均能消除炎症小体的激活,证实组装过程中蛋白酶活性失调是启动信号。最后,该研究表明,HIV特有的Gag特征(例如MA中的K30和重复的PTAP基序)会降低CARD8的激活,这提示进化选择倾向于选择那些能够最大限度减少蛋白酶暴露于先天免疫感知机制的组装机制。
研究表明,Gag蛋白不仅具有结构功能,它还能主动抑制病毒颗粒出芽完成前的PR激活,从而阻止CARD8检测到组装阶段的PR活性。这项研究表明MA和p6是潜在的药物靶点:破坏Gag蛋白对组装的调控可以人为地触发CARD8激活并杀死感染细胞这是一种与非核苷类逆转录酶抑制剂(NNRTI)协同作用的、具有强大HIV治愈潜力的策略。
