食蟹猴与中国恒河猴TRIM5α不同等位基因限制HIV-2复制的作用机理研究

At present, gene therapies for HIV infection mainly use the cytokine as target, which is necessary for viral gene expression and viral transcription and replication. However, potential toxicity and induced resistant virus variants will be exist when these methods are used. TRIM5α, a host innate immune molecule, has extensive antiretroviral activity that provides new approach for gene therapy with less or no toxic effect. It has been reported that several function domains of TRIM5α in the rhesus monkey have related with the capacity of host restricting the replication of SIV/HIV. But the mechanism that TRIM5α of cynomolgus macaque and Chinese rhesus restrict the replication of HIV-2 is not clear. Based on our previous study of TRIM5α allele in macaque population, here in this study, these methods including RT-PCR techniques, immortalized cell construction, virus infection and fusion protein expression and purification will be used to figure out what kind of TRIM5α allele affect the susceptibility of HIV-2 in interspecies and cross-species. We also try to find out which domain of TRIM5α protein determines its combination with the capsid protein. The mechanism that host TRIM5α restrict replication of HIV-2 will provide a new approach for development of anti-retroviral drugs, establishment of the macaque model for SIV/HIV and vaccine development.

目前针对HIV感染的基因治疗方法主要以病毒基因表达和病毒转录复制所必须的细胞因子为靶点，但这些方法会出现潜在的毒性效应及诱导病毒抗性变异体。宿主天然免疫分子TRIM5α具有广泛的抗逆转录病毒活性，为寻找新的没有或具有较小毒性效应的基因治疗方法提供了新的希望。已报道猕猴TRIM5α基因多态性与宿主限制SIV复制的能力有关。但食蟹猴与中国恒河猴TRIM5α限制HIV-2复制的分子机理尚不明确。本项目在已有基础上，选择课题组已鉴定过的TRIM5α等位基因已知的猕猴群体，通过实时定量PCR、永生化细胞构建、病毒感染及融合蛋白表达与纯化等实验，剖析猕猴种间与种内TRIM5α不同等位基因与HIV-2的易感性，在此基础上研究TRIM5α不同蛋白功能域与病毒衣壳蛋白结合力差异，以探索宿主TRIM5α限制HIV-2复制的作用机理，为抗逆转录病毒药物的研发、猕猴SIV/HIV疾病模型的建立、疫苗研发提供依据。

TRIM5α 是灵长类动物基因中决定疾病易感性和发病速度的重要因素，是在天然免疫、体液免疫和细胞免疫等层面上抑制病毒复制起关键性作用的因素之一。之前在.印度恒河猴中研究发现，TRIM5α 基因多态性对病毒复制有影响。随着印度恒河猴出口的限制，中国恒河猴和食蟹猴已成为非常重要的医学实验动物，越来越多的被应用于艾滋病的研究。但是，目前关于中国恒河猴 TRIM5α 基因多态性与病毒易感性的关系还不清楚，也没有任何关于食蟹猴 TRIM5α 基因多态性与病毒易感性的相关报道。另外，之前课题组在 39 只越南起源食蟹猴群体 TRIM5α 中鉴定到决定病毒复制能力的 339-340 这两个关键位点氨基酸缺失突变率为 97.5%，表明这两个氨基酸缺失已经在越南起源食蟹猴群体的 TRIM5α 基因中固定下来，接下来的问题是：在进化过程中，缺少了 TRIM5α 两个至关重要的功能性氨基酸的这些食蟹猴群体，他们如何应对HIV/SIV 选择压的作用？是否存在另外的 TRIM5α 功能性位点以应对这些逆转录病毒的感染？为了阐明上述这些问题，本研究在课题组已有基础上上，利用 40 .只食蟹猴和 68 只中国恒河猴群体来鉴定 TRIM5α 等位基因多态性，解析这两种猕猴群体TRIM5α 的遗传背景。并通过 HIV-2ROD/SIVmac239 病毒体外感染特定 TRIM5α 不同等位基因型的两种猕猴外周血单个核细胞（PBMC），进一步深入分析这些等位基因与HIV-2 /SIV易感性的关系，以阐明TRIM5α功能域在病毒复制中的作用及可能机制。