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艾滋病重磅研究!大脑成为HIV病毒储存库 通过免疫细胞游走全身

研究人员发现,星形胶质细胞是一种脑细胞,它可以携带艾滋病毒,然后将病毒传播到免疫细胞,再从大脑传播到其它器官。即使病毒被联合抗逆转录病毒疗法(cART)抑制,艾滋病毒也能通过这一途径从大脑转移。cART是艾滋病毒的一种标准疗法。

这项研究由芝加哥拉什大学医学中心的研究人员进行,发表在《公共科学图书馆病原体》(PLOS Pathogens)上,由美国国立卫生研究院资助。

“这项研究表明大脑作为艾滋病毒储存库起关键作用,它能够让病毒重新感染周围器官。”, NIH的国家精神卫生协会艾滋病毒发病机理、遗传学及治疗部门首席研究员Jeymohan Joseph博士说,“这些发现表明,为了从体内根除艾滋病毒,治疗策略必须解决中枢神经系统的作用。”

HIV通过感染CD4阳性(CD4+) T细胞来攻击免疫系统,CD4阳性T细胞是一种白细胞,对抵抗感染至关重要。如果不进行治疗,艾滋病毒会破坏CD4+ T细胞,降低人体产生免疫反应的能力——最终导致艾滋病。

cART有效地抑制了艾滋病毒感染,帮助许多艾滋病毒感染者活得更久、更健康。但一些研究表明,许多接受抗逆转录病毒药物治疗的患者也出现了与艾滋病毒相关的神经认知障碍的迹象,比如思考和记忆问题。研究人员知道,艾滋病病毒在感染后8天内进入大脑,但艾滋病毒感染的脑细胞是否能释放病毒,并从大脑返回体内感染其他组织,这一点尚不清楚。

大脑中有数十亿的星形胶质细胞,它们执行各种各样的任务——从支持脑细胞之间的通讯到维持血脑屏障。为了了解艾滋病毒是否可以从大脑转移到周围器官,Lena Al-Harthi博士和她在拉什大学医学中心的研究团队将感染艾滋病毒或未感染的人类星形胶质细胞移植到免疫缺陷小鼠的大脑中。

研究人员发现,被移植的感染艾滋病毒的星形胶质细胞能够将病毒传播到大脑中的CD4+ T细胞。这些CD4+ T细胞随后离开大脑,进入身体的其它部位,将感染扩散到脾脏和淋巴结等周围器官。他们还发现,当动物进行cART治疗时,尽管在较低的水平上,艾滋病毒仍从大脑中流出。当中止cART治疗时,在脾脏中检测到HIV DNA/RNA——表明病毒感染的反弹。

“我们的研究表明,大脑中的HIV病毒并没有被困在大脑中,它可以而且确实通过白细胞的转移回到周围器官中。” Al-Harthi博士说,“它也阐明了星形胶质细胞在支持艾滋病毒在大脑复制中的作用,即使在cART疗法下也是如此。”

Al-Harthi博士补充说,这一信息对艾滋病毒治疗策略具有重大意义,因为此类策略需要能够有效地针对和消除艾滋病毒复制和再感染的宿主。

“艾滋病毒仍然是一个主要的全球公共卫生问题,影响着全球3000万至4000万人。为了帮助患者,我们需要充分了解艾滋病毒是如何影响大脑和其它基于组织的宿主的。”NIH国家神经疾病和中风研究所神经环境中的神经艾滋病和传染病项目主任May Wong博士说,该研究所共同资助了这项研究。“尽管还需要进行其它研究以重复验证这一发现,但这项研究让我们对HIV的认识又迈进了一步。”

HIV与神经认知障碍

一半的HIV患者患有与HIV相关的神经认知障碍(HAND),表现形式多种多样,从健忘和混乱到行为改变和运动障碍。

今年3月,牙科医学院、佩雷尔曼医学院和费城儿童医院(CHOP)联合开展的一项研究表示,为了更好地理解HAND这种机制,创建了一个实验室模型系统,使用被认为涉及的三种类型的脑细胞。

“坦率地说,我们在艾滋病毒领域普遍使用的模型有很多弱点,”这篇论文的共同通讯作者Jordan-Sciutto说, “这个系统的强大之处在于,它允许我们以一种比其它模型更适合病人的方式来观察人类起源的不同细胞类型之间的相互作用。”

“我们一直在研究小胶质细胞的作用,它是中枢神经系统的免疫细胞。”论文第一作者Ryan说 “我们想知道我们是否能看到精神分裂症小胶质细胞发生的机械性变化。”

模型创建后,研究小组用来探索艾滋病毒感染和ART如何单独或联合影响细胞。研究人员观察了培养物中的RNA表达,以了解在每种情况下哪些蛋白质和信号通路被激活。在感染过程中,他们看到了之前在HIV研究中发现的炎症途径。当他们引进抗逆转录病毒药物EFZ时,大多数途径的活性就降低了。

“使用EFZ治疗三种培养物,包括感染艾滋病毒的小胶质细胞,可以减少大约70%的炎症。”Ryan说。有趣的是,EFZ本身也会引发炎症,尽管程度不及感染。

研究人员表示,这个新模型“真的会改变实验室在未来的运作方式,”并希望其他HIV科学家能进一步研究HIV对大脑的影响,比如它是如何穿过血脑屏障的,血脑屏障通常保护中枢神经系统免受炎症和感染。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源:

https://medicalxpress.com/news/2020-06-brain-cells-harbor-hiv-virus.html

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200327170441.htm


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