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目的: 分析TLR9(Toll like receptor9)信号通路在艾滋病病毒-1(human immunodeficiency virus-1,HIV-1)高暴露持续血清阴性人群(highly exposed and persistently seronegative,HEPS)和对照人群中的表达差异,进一步在体外探讨TLR9信号通路及下游关键因子对HIV感染复制的影响,体内外研究相结合,阐明TLR9信号通路在HIV-1不易感中的作用及机制。 方法: 在广西各市县疾病预防控制中心(CDCs)招募符合纳入标准的研究对象,以性别、年龄、民族和地区等相匹配的健康人群作为对照组。问卷调查收集研究对象的一般人口学特征及性行为信息;采集外周静脉血,分离血浆和外周血单核细胞(Peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)。(1)采用PCR Array(Human Toll-Like Receptor Signaling Pathway PCR Array和Human Interferons&Receptors PCR Array)检测两组人群各种天然免疫通路和因子表达的差异;(2)采用流式细胞术、实时荧光定量PCR法、酶联免疫吸附法(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)检测并比较两组人群TLR9表达及通路下游关键因子MyD88(Myeloid differentiation primary88)、IRF7(Interferon Regulatory Factor7)、NF-κB(Nuclear factor-kappa B)、RANTES(regulated upon activation normal T cell expressed and secreted)、Mx1/2(Myxovirus Resistance Protein1/2)、IFN-α/β(Interferon-α/β)和MIP-1α/β(macrophage inflammatory protein-1α/β)的表达;(3)从PBMCs分离单核细胞,进一步培养成巨噬细胞进行体外研究,在TLR9信号通路激活或者不激活的条件下,用HIV Bal病毒对两组人群的巨噬细胞进行感染,感染后采用实时荧光定量PCR法检测巨噬细胞TLR9及其下游关键因子的表达。两组间各因子的表达差异采用t检验进行统计学分析,检验水准α=0.05。 结果: 1.共招募研究对象18名,其中HEPS9名,对照组9名。两组在年龄、性别、民族、户籍所在地及婚姻状况等方面均没有统计学差异(P>0.05)。 2.PCR Array检测结果显示,相对于对照组,HEPS组上调表达的天然免疫基因包括:IFN-α1、CSF2、CCL2、IFN-β1、IL2、CSF3、F3、CXCL10、IFI44L、IFI6、IRF7、IRF1、Mx1、IL1A、TLR9、IFNG、NF-κB2、TNF、IL10、IL1B、IL22RA2、IL20RA、HMGB1、CD180、TLR10。其中有多个基因(TLR9、IRF7、IFN-α1、IFN-β1、Mx1、NF-κB2、TNF)涉及TLR9信号通路,提示TLR9信号通路在两组间存在差异。 3.HEPS组TLR9表达水平显著高于对照组。HEPS组和对照组PBMCs中TLR9mRNA的相对表达水平分别为2.39±0.86和1.06±0.40,HEPS组显著高于对照组(P<0.05);HEPS组与对照组的单核细胞中TLR9蛋白的相对表达量(MFI)分别为(40.87±6.37)×103和(22.15±5.67)×103,HEPS组高于对照组,但差异没有统计学意义(P>0.05)。 4.HEPS组TLR9通路关键因子MyD88、IRF7、NF-κB表达水平显著高于对照组。HEPS组和对照组PBMCs中TLR9通路关键因子MyD88、IRF7、NF-κB在mRNA水平的相对表达水平分别为1.30±0.38vs1.02±0.20、1.67±0.68vs1.03±0.25、1.60±0.53vs1.02±0.24。HEPS组IRF7、NF-κB表达水平均显著高于对照组(P<0.05);流式细胞检测显示HEPS组MyD88、IRF7和NF-κB的蛋白表达水平高于对照组,但差异没有统计学意义(P>0.05)。 5.HEPS组TLR9通路关键效应因子IFN-α、IFN-β、Mx1、Mx2表达水平显著高于对照组。HEPS组和对照组PBMCs中TLR9通路关键效应因子IFN-α、IFN-β、Mx1、Mx2在mRNA水平的相对表达水平分别为6.98±3.62vs1.11±0.51、2.07±1.50vs1.11±0.47、1.64±0.84vs1.01±0.16、1.54±0.48vs1.00±0.29。HEPS组IFN-α、Mx2相对表达水平均显著高于对照组(P<0.05);ELISA检测显示HEPS组IFN-α、IFN-β的蛋白表达水平高于对照组。 6.HEPS组TLR9通路CCR5的天然配基RANTES、MIP-1α、MIP-1β表达水平显著高于对照组。HEPS组和对照组PBMCs中RANTES、MIP-1α、MIP-1β在mRNA水平的相对表达水平分别为1.65±0.56vs1.07±0.41、4.53±1.23vs1.15±0.54、3.50±1.46vs1.08±0.48。HEPS组RANTES、MIP-1α、MIP-1β相对表达水平均显著高于对照组(P<0.05);ELISA检测显示HEPS组RANTES、MIP-1α、MIP-1β的蛋白水平高于对照组。 7.体外激活TLR9信号通路的条件下,HEPS组和对照人群组的TLR9通路关键因子及效应因子,包括TLR9、IFN-α/β、MIP-1α的相对表达水平均显著上调,HEPS组中MyD88、IRF7、NF-κB、Mx2、RANTES、MIP-1β的相对表达水平亦显著上调(P<0.05);HEPS组在激活后TLR9、MyD88、IRF7、NF-κB、IFN-α/β、Mx1/2、RANTES、MIP-1α/β的表达水平要显著高于对照组(P<0.05)。 结论: TLR9与HEPS人群不易感HIV-1相关,可能机制是TLR9通路的激活一方面通过MyD88、IRF7启动Ⅰ型干扰素通路(IFN-α/β),诱导产生抗病毒因子(Mx1/2)发挥抗病毒作用;另一方面,上调CCR5的天然配体(RANTES、MIP-1α、MIP-1β),减少HIV与细胞的结合,从而抑制了HIV-1的感染与复制,这为HEPS人群持续血清阴性提供了新机制。