HIV-1重组机制研究：不同亚型共/超感染潜力的分析

HIV-1复制过程中，逆转录酶的链转移和基因组RNA二聚化是HIV-1重组的关键因素，而不同亚型病毒共感染或超感染同一个细胞，是重组发生的先决条件,却没有引起人们的足够重视。我们对全球已经鉴定的44个HIV-1流行重组型（CRFs）分析发现，不同亚型具有明显不同的重组潜力，说明"不同亚型HIV-1的不同重组潜力很可能是由不同亚型具有不同的共/超感染能力导致"。为阐明其机制，我们在缺失Env的HIV-1感染性克隆中插入绿/红色荧光蛋白基因，获得缺陷型HIV-1表达载体，并与表达不同亚型Env的质粒共转染细胞，包装产生携带绿/红色荧光蛋白基因的单感染HIV-1假病毒颗粒。通过共/超感染实验，用流式细胞仪或激光共聚焦显微镜检测结果，并比较分析Env上影响病毒共/超感染能力的特征序列。该研究对完善HIV-1亚型重组机制有重要意义，也为寻找阻止病毒重组的新技术奠定一定理论基础。

不同亚型病毒共感染或超感染同一个细胞，是重组发生的先决条件。HIV-1的Gp120蛋白负责靶细胞的识别和结合,是决定病毒感染的关键蛋白。分析51种CRFs发现，有些亚型(如G)比其它亚型(如B)更容易参与到CRFs中，暗示不同亚型HIV-1可能具有不同的重组潜力。是否不同亚型HIV-1的Gp120具有不同的共感染或超感染能力还不清楚。本研究中，我们建立了不同亚型共、超感染研究方法，构建了6种不同HIV-1亚型(A、B、C、D、G和CRF01_AE)Gp120的表达载体,并分别与携带红色和绿色荧光蛋白并缺失Env及Nef的HIV-1缺陷型载体(pHIV1-eGFP/pHIV1-RFP)共转染HEK293T细胞，包装出12种携带有GFP或RFP的不同亚型的单次感染的HIV-1假病毒颗粒。包装出的假病毒颗粒用于在HUT/CCR5细胞中进行共/超感染实验。结果显示不同亚型导致的共感染率高于相同亚型间的共感染率(P=0.0543)，G、A和CRF01_AE介导的共感染率较高，而D和B亚型介导共感染率较低,与CRFs分析的结果一致。HIV-1各亚型参与超感染的能力没有明显差别，并且初次感染会明显抑制再感染的发生（P<0.0001）。这些结果建议除了env基因外,HIV-1的其他基因可能通过影响细胞表面受体的表达，来影响共/超感染率，从而影响病毒的重组。对全球最常见的7个HIV-1亚型(A、B、C、D、G、H和CRF01_AE)的Gp120序列进行长度多态性、糖基化位点（PNG）及序列特征分析。绝大部分的HIV-1 Gp120序列长度为496-515个氨基酸，含有21-30PNG。在5个高变区中，V3区的长度多态性、基因异质性最低，及PNG最少。除了D亚型外,其他亚型的V3序列展示了R5嗜性。V1和V4区的长度多态性很高，糖基化位点较多。不同亚型在Gp120及5个超变区的多态性和序列特征上具有较少的差异。.另外，证明HIV-1 CRF07_BC从新疆传播到我国的其他地区，更正先前认为从云南传播到其他地区的观点；证明当前HIV-1 B、C和CRF_01AE由德宏传入缅甸，而并非先前认为的从缅甸传入德宏；证明CRF55_01B与2001年左右起源自深圳的男同性恋人群，并传播到其他地区；证明Vpx和SAMHD1的共进化导致SIVcpz可能通过重组丢失Vpx基因。