巨噬细胞中HIV整合前复合体(PIC)入核转运相关细胞因子的鉴定与研究

人类免疫缺陷病毒(HIV)如何和宿主细胞之间相互作用机制仍是一个亟待解决的问题。巨噬细胞是一类重要的免疫细胞，在清除体内细胞残片和外来病原方面发挥重要作用，同时巨噬细胞也是HIV感染粘膜首先遇到的敏感细胞之一，在体内HIV传播到CD4 T细胞过程中起重要功能。以前研究表明,随着体内单核细胞分化为巨噬细胞，HIV在单核细胞的复制限制性消失，可能和HIV整合前复合体入核有关,但是其具体机制还不清楚。本研究以此为出发点，利用近年新发展起来的DNA高通量深度测序法,对单核细胞和巨噬细胞的整个mRNA转录组测序，然后通过生物信息学手段着重分析细胞在分化过程中与入核有关的细胞因子，RT-PCR验证这些细胞因子的差异表达，最后利用shRNA干扰在细胞中验证候选因子对HIV复制的影响,为抗HIV药物筛选和研究HIV和宿主因子相互作提供依据。

虽然高效抗逆转录病毒疗法(HARRT)能使血清中HIV基因组降低到检测限以下，但是一旦停药或者宿主免疫力降低，HIV病毒滴度反弹，困恼HIV治愈的一个重要问题就是清除潜伏感染细胞中的HIV。已经证明单核来源的巨噬细胞是HIV潜伏感染的病毒储存库之一，在病毒体内传播感染等过程中起重要作用。HIV整合前复合体PIC的进核是HIV细胞内复制的一个重要步骤，我们的研究数据表明人单核细胞和单核细胞来源的巨噬细胞对于HIV复制的能力是有差异的，随着单核细胞分化为巨噬细胞，HIV的复制能力由低变为高。为了进一步探明这种由单核细胞分化导致的HIV复制差别的具体分子机制，我们在国家自然基金委的大力支持下开展了此项课题研究。. 本研究的主要目的就是探究单核细胞分化为巨噬细胞过程中，鉴定哪些细胞宿主蛋白表达的变化，影响了HIV复制能力随着细胞分化的变化而变化。我们首先利用第二代测序技术对于单核细胞和单核细胞来源的总的mRNA做了深度测序，并对深度测序的数据利用生物信息学的方法进行统计分析，找出有差异表达的基因。其次对差异表达的基因进一步进行聚类、功能和相互作用网络分析。在此基础至上，对于差异表达的基因进行HIV复制功能分析，鉴定其具体是否影响了HIV整合前复合体PIC进核的过程。重要结果如下1）：我们利用Illumina Genome Analyzer 对单核细胞和巨噬细胞的转录组mRNA首次进行了全基因组深度测序并分析了数据结果，获得了单核细胞和单核细胞来源的巨噬细胞的基因mRNA表达丰度，并从中分析得到1208个在单核细胞和单核细胞来源的巨噬细胞差异表达的基因，其中单核细胞分化之后，800个基因上调表达，408个基因下调表达。2）在单核细胞和巨噬细胞中差异表达的基因之中，筛选到13个与细胞进核相关的基因。3）我们发现KPNA2的基因表达和HIV在细胞的复制呈现紧密的正相关，可能和HIV PIC的进核有关。. 这些结果的获得有助于我们了解单核细胞分化过程中的基因调控谱，包括和炎症，吞噬，代谢调控，细胞周期和转录调控等。在单核细胞中下调表达的转录抑制可能和分化过程中代谢增强，细胞周期活动增强有关；有利于人们更加深入认识HIV在细胞内的复制机制和HIV如何逃避宿主免疫识别，也有利于抗HIV药物靶位点的选择，同时为疫苗设计和基因治疗提供重要参考。