HIV的非结构蛋白对ABC转运蛋白作用的研究

ABC转运蛋白是一大类转运蛋白超家族，其主要功能是将细胞膜或细胞质中的小分子物质排出细胞外，起到保护细胞的作用。人体在受到人免疫缺陷病毒（HIV）感染和接受抗艾滋药物治疗后，不同组织细胞中的多种ABC转运蛋白的表达和活性都会发生改变，干扰药物的吸收、分布，影响抗艾滋病药物的药效，因此药物和HIV自身与ABC转运蛋白之间的相互关系不容忽视。本课题旨在研究HIV非结构蛋白对P-gp、MRPs、BCRP等多种ABC转运蛋白的表达和功能的影响，与药物作用所导致细胞中ABC转运蛋白的改变相比较，阐明HIV和ABC转运蛋白间的相互关系，并探讨其中的作用机理，为临床上更为安全、有效地使用抗艾滋病药物提供依据。

本课题主要研究了人类免疫缺陷病毒（HIV-1）的重要调节蛋白基因TAT对其主要的天然宿主细胞人的T细胞中的ABC转运蛋白基因表达和功能的影响，以及常用抗HIV药物对相关基因的影响，并探讨其作用机制。.利用稳定表达Tat蛋白的人T细胞白血病细胞系Jurkat的表达株Jurkat-tat，分析Tat蛋白对Jurkat细胞中ABC转运蛋白基因表达的变化。研究发现可能与药物外排有关的十九种ABC转运蛋白而言，多数基因的表达在Tat蛋白的作用下都发生了不同程度的改变。ABCB1、C1、C2等发生了上调，C3、C5等发生了下调。其中ABCG2和ABCC5的改变最为显著。同时，在不同类别的抗HIV药物作用下，上述转运蛋白基因也发生了不同的改变，其中AZT诱导了ABCB1、C1、G2等十一个基因下调，沙奎那韦诱导除ABCB4、C6之外的十三个基因上调，而奈韦拉平则是诱导ABCA2、B1等七个基因上调，ABCB4、C1、C2、G2等八个基因下调。但是变化幅度都不大。将药物应用于Jurkat-tat细胞上，结果发现在Tat和药物共同作用下大多数基因都发生了上调。有此可见Tat蛋白以及抗HIV药物对ABC转运蛋白基因家族的影响是复杂且多样的。.在此基础上，重点研究最为常见和表达状态变化最大的ABCG2、ABCC1-5和ABCB1的功能变化。流式细胞仪测量上述蛋白对荧光底物的外排能力。结果发现Jurkat-tat的ABCG2的外排功能明显增强，并且这一外排功能的增强能够被ABCG2的特异性抑制剂Ko143所抑制。证明Tat蛋白可以显著刺激ABCG2基因的表达并增强其外排功能。ABCB1功能变化幅度不大。而ABCC1-5的功能轻度增强。然而药物的刺激作用没有明显增强细胞外排功能。.使用生物芯片等技术检测相关调控基因的变化，并利用构建克隆有上述基因启动子的报告质粒，转染细胞检测不同片段的表达活性的差异，以及药理学方法分析发现，NF-kappaB在ABCG2表达上调中可能起重要作用。..以上结果可以证明HIV确实可以通过其非结构蛋白影响宿主细胞药物外排泵的表达，并增强其外排功能。这意味着HIV可以通过这一途径限制抗HIV药物进入受感染细胞，降低细胞内药物浓度，达到保护自身的目的。这一作用可能会干扰抗HIV的药效，促进病毒耐药，降低临床治疗的效果。