获得性免疫缺陷综合症(Acquired immunodeficiency syndrome,AIDS),又称艾滋病,由人体感染人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus,HIV)所引起。世界卫生组织报告,2016年全球新增180万艾滋病感染者,至2016年底全球约有3670万艾滋病毒感染者,到目前为止艾滋病已造成3500多万人死亡,仅2016年全世界就有100多万人死于艾滋病毒相关病症。因此,攻克艾滋病是人类迫切需要解决的问题。HIV病毒分为Ⅰ型和Ⅱ型,目前世界范围内主要流行Ⅰ型。TAT(Transactivator of Transcription)是人类免疫缺陷病毒Ⅰ型(HIV-Ⅰ)基因组编码的反式激活蛋白,是HIV-Ⅰ基因复制和表达所必需的因子。TAT蛋白通过结合HIV长末端重复序列(Long Terminal Repeat,LTR)的反式激活效应元件(Transactivating reponsive element,TAR)参与 HIV转录的开始和 RNA链的延伸。TAT蛋白除了作为HIV-Ⅰ转录的激活剂之外,在感染与未感染HIV-Ⅰ细胞之间也发挥着重要作用,通常由已感染HIV-Ⅰ的细胞释放至胞外,被邻近未感染的细胞摄取。在已感染HIV-Ⅰ的CD4+T淋巴细胞中,TAT蛋白可以激活病毒的复制和表达;而对未感染T细胞,TAT蛋白一方面可以将其激活,使之易于感染病毒,另一方面诱使其发生免疫抑制和凋亡。所以,胞外TAT蛋白在艾滋病发病机理和感染HIV-Ⅰ免疫失调过程中发挥着关键作用,TAT蛋白及其介导细胞通路可能是我们开发抗AIDS疫苗和新型抗HIV治疗方法的潜在靶点。研究发现,细胞表面富含阴离子的蛋白聚糖分子,特别是硫酸乙酰肝素蛋白聚糖,在TAT穿膜肽的入胞过程中起着关键的作用。在细胞的培养过程中加入肝素或者在经过改造的硫酸乙酰肝素完全缺陷的细胞中,TAT蛋白的摄取受到严重抑制;用肝素酶将细胞表面的硫酸乙酰肝素酶解掉,同样也大大抑制了 TAT穿膜肽进入细胞;用多种糖胺聚糖预先处理细胞,然后再加入带荧光标记的TAT肽段,被糖胺聚糖处理过的细胞内荧光强度相对减弱,因此推测TAT蛋白的穿膜过程可能是通过与细胞表面的带负电荷的糖胺聚糖受体发生静电相结合从而介导跨膜进入细胞。然而,细胞表面的具体哪种糖胺聚糖分子或者具体什么糖环结构在两者静电力结合的过程中发挥着主要作用在诸多研究中没有统一的结论。因此,需要进一步明确研究糖胺聚糖与TAT蛋白之间的相互作用的构效关系。本课题旨在通过研究糖胺聚糖与TAT穿膜肽的相互作用,寻找TAT穿膜肽的入胞靶向抑制剂,阻止胞外的TAT蛋白进入细胞,为治疗艾滋病及其相关病症提供一种新型的治疗方法。首先,运用凝胶迁移率变动分析方法研究各类糖胺聚糖多糖及其寡糖与TAT穿膜肽的相互作用,发现肝素、硫酸乙酰肝素、硫酸皮肤素、硫酸软骨素A/C均与TAT穿膜肽具有一定的结合能力,而透明质酸与其不结合,并首次筛选出HEP-dp4和DS-dp8为与TAT穿膜肽相互作用的最小有效结合片段;初步推断出TAT穿膜肽中各位置氨基酸对其与糖胺聚糖相互作用的影响,以及糖胺聚糖中硫酸基团的个数和位置对两者相互作用的影响,发现N位和2位硫酸根基团在两者相互作用过程起决定性作用,N位乙酰化能促进两者相互作用,而6位硫酸化基团影响不大。其次,通过细胞内化摄取实验来定性和定量研究所筛选出的糖胺聚糖对TAT穿膜肽入胞的影响,发现我们所筛选出的糖胺聚糖对TAT穿膜肽入胞均有一定的抑制作用,且分子量越大,硫酸化程度越高,抑制作用越明显;最后,通过核磁共振技术研究糖胺聚糖分子中参与两者相互作用的具体位点,确定IdoA2S是两者最有效的结合位点,2位、N位硫酸化对两者相互作用发挥着重要作用,同时N位乙酰化对两者的相互作用起促进作用,而6位硫酸化对两者相互作用影响较弱。