Apicidin对HIV-1潜伏的体外激活研究及用于药物筛选HIV-1体内、外模型的建立

来源 :复旦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenlijuan1986
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高效抗逆转录病毒疗法(HAART)的出现大大降低了艾滋病的发病率和死亡率,它能够将艾滋病病人外周血中的病毒拷贝数降低至临床检测水平以下(<50拷贝病毒RNA/毫升)。但在病人体内长期存在一类细胞,它们的基因组中整合有HIV但不表达;而当细胞被活化或者受到外界刺激时,这些潜伏的HIV就可能被活化从而产生新的病毒。因此我们称这些细胞为潜伏感染细胞。这类细胞与正常细胞在免疫学上无法区分,从而能够逃避免疫系统的清除作用。一旦停止抗逆转录病毒治疗,由于潜伏病毒的激活和扩增,外周血中病毒拷贝数会迅速反弹至治疗前。潜伏感染细胞的存在,是造成目前HAART疗法不能治愈艾滋病的主要原因。  在辅以抗逆转录病毒疗法的同时激活潜伏感染细胞中的病毒,就可以借助免疫系统的作用杀死这些潜伏感染细胞,从而减小甚至清除体内的病毒潜伏库,这就是“激活-清除”策略的主要思路。一些用以激活潜伏病毒的激活剂的开发工作也正在进行中,这其中包括有组蛋白去乙酰化酶抑制剂,淋巴因子,MicroRNA等。这些关于HIV潜伏感染方面的研究工作提示了我们,一方面,“激活-清除”策略需要我们对细胞中HIV潜伏感染潜伏和再激活的分子机制有更加深入的认识;另一方面,建立更为有效的用以药物筛选的模型,也是成功筛选高效、低毒性HIV潜伏激活剂的一个关键。  因此,针对上述问题,我们进行了以下研究:  在第一部分中,我们选择了组蛋白去乙酰化酶抑制剂Apicidin作为研究对象。由于组蛋白乙酰化在HIV-1潜伏方面的重要作用,组蛋白去乙酰化酶抑制剂是一类具有很高临床前景的激活药物。Apicidin是一类用于抗寄生虫的真菌分泌物,在之前的研究中被发现能够激活潜伏的HIV-1,但是对它的激活作用并没有进行深入的研究。我们利用HIV-1潜伏感染细胞A10.6模型,通过GFP阳性细胞数来研究Apicidin对于HIV-1的激活效率。实验结果发现Apicidin对潜伏的HIV-1的激活具有浓度依赖性,在1μM浓度时可以达到最高的24.9%的激活效果。同时,药物动力学实验表明Apicidin激活A10.6细胞具有时间依赖效应,24h即可到达最佳激活效果。我们进一步在Jurkat细胞中评估了Apicidin的毒性,结果显示Apicidin在Jurkat细胞中的CC50为630nM。联合使用Apicidin和另一类组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA,显示出Apicidin和TSA对于HIV-1的激活有协同作用。最后,我们进行了染色质免疫共沉淀实验来探讨Apicidin激活潜伏HIV-1的机制。我们发现在Apicidin处理后, HIV-1 LTR上Nuc-1区域组蛋白H3和H4乙酰化水平都得到了提高,分别为未处理组的1.34和3.15倍。因此,我们可以得出结论:Apicidin能够有效地激活潜伏感染细胞中HIV-1的表达,并且这一激活作用是通过提高HIV-1LTR Nuc-1区域组蛋白乙酰化水平来产生的。  在第二部分的研究中,我们拟建立一个用于HIV-1药物筛选的体外细胞模型。由于NF-κ B和Tat这两种转录调控因子在HIV-1潜伏建立及激活方面的重要性,我们构建了HIV-1 LTR上κB和TAR顺式元件突变的荧光素酶稳定表达载体,并再通过质粒转染293细胞及G418筛选,获得了相应的细胞克隆。从每个克隆中抽提基因组DNA,PCR以及测序结果表明了细胞模型中LTR相应位置序列得到了正确的突变。我们进一步通过一种经典的激活剂TNF-α去处理这些细胞模型,结果显示10ng/mLTNF-α可以有效地激活野生型LTR和△TAR LTR细胞(分别为2.87倍和1.51倍),然而对于△κB LTR细胞模型中荧光素酶表达水平没有影响(0.98倍)。这一结果还在同一细胞模型的不同细胞克隆中得到了重复验证。上述结果充分表明了我们所建立的HIV-1体外细胞模型的有效性。  在第三部分研究中,我们旨在通过慢病毒感染的方式来构建HIV-1转基因小鼠,以解决目前HIV-1研究和药物筛选工作中缺少简便、有效的体内动物模型的问题。我们利用慢病毒质粒pNL4-3EGFP制备慢病毒,VSVG包膜可以帮助病毒有效地感染小鼠受精卵。通过对病毒制备条件的优化,我们制备出了较高滴度的病毒。p24-Elisa实验表明我们制备出来的病毒滴度范围为每毫升病毒液有2.6×107-5×109个病毒粒子。病毒液感染Jukart细胞的荧光观察和流式检测结果也证明了病毒具有感染活性。我们继而通过显微注射的方式将浓缩的病毒液注入受精卵的卵间隙中,这种方式保证了病毒感染后胚胎的存活率(98.07%)。我们共移植了502枚胚胎,获得FO代小鼠168只。通过PCR检测,有47只小鼠基因组中整合有HIV-1,PCR阳性比例为28%。我们迸一步用荧光体视镜来检测小鼠表型,发现这些阳性小鼠的荧光与阴性对照小鼠并无明显区别,表明了这些小鼠中GFP的表达水平很低。最后,我们用反向PCR方法来检测HIV-1在小鼠基因组中的整合位点,并确定了其中两只小鼠中HIV-1在其基因组中的整合位点,分别整合在13号和16号染色体的常染色质区域。上述结果表明我们初步建立了HIV-1转基因小鼠模型,并将进一步进行传代建系。
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