HSV-2调控CXCL9、CXCL10和CXCL11的表达机制及对HIV-1黏膜共感染的影响研究

HSV-2 infection increases the risk of HIV-1 acquisition. Recruitment of HIV-1 target cells to infection areas after HSV-2 infection may be one of the mechanisms that account for increased HIV-1 sexual transmission. We previously demonstrated that the expression of a CXCR3 ligand CXCL9 is augmented in the cervical mucus of HSV-2–positive women. Furthermore, we showed that HSV-2 infection of human cervical epithelial cells induced the expression of CXCL9 and that the upregulated CXCL9 enhanced the migration of CD4+ T cells, the main target cells of HIV-1. However, the significance of HSV-2 induced CXCL9 in HIV-1 mucosal co-infection remains unknown. In this proposed study, we intend to investigate HSV-2 component(s) that regulates the expression of CXCR3 ligands CXCL9, CXCL10 and CXCL11 as well as the mechanisms of action at molecular and cellular levels. We will evaluate the roles of CXCR3 ligands in recruiting CD4+ T cell to cervical tissues of HSV-2 infected mice. Using a polarized human mucosal explant model, we will further address the influence of HSV-2 induced CXCR3 ligand expression on CD4+ T cell distribution and HIV-1 co-infection. The research outcomes would not only be important for understanding HSV-2 enhanced HIV-1 infection, but also provide information for the design of potential anti-HIV prevention strategy.

HSV-2感染者被HIV-1感染的风险增加。HSV-2黏膜感染后招募HIV-1靶细胞到达感染局部可能是其促进HIV-1共感染的因素之一。我们曾发现HSV-2阳性患者的宫颈黏膜液中CXCL9含量增加，并发现HSV-2感染人宫颈上皮细胞后诱导表达CXCL9，且分泌的CXCL9在体外有趋化CD4+ T细胞迁移的活性，但是否在HIV-1黏膜共感染中发挥作用并不清楚。本项目拟在分子和人黏膜上皮细胞水平阐明起调控作用的病毒元件及其诱导CXCR3配体CXCL9、CXCL10和CXCL11表达的分子机制；在小鼠模型上评价HSV-2诱导的各CXCR3配体在招募CD4+ T细胞至宫颈组织的作用；利用极化的人黏膜组织模型探讨HSV-2诱导各CXCR3配体的表达及其对CD4+ T细胞分布和HIV-1共感染的影响。研究结果不仅有助于阐明HSV-2促进HIV-1共感染的分子机制，且可为HIV-1的预防提供新思路。

HSV-2感染增加HIV-1传播的风险。HSV-2黏膜感染后招募HIV-1靶细胞到达感染局部可能是其促进HIV-1共感染的因素之一。已知HSV-2感染诱导的CXCR3配体对于募集病毒特异性CD8+ T细胞的重要性，但对募集CD4+ T细胞的影响仍有待进一步研究。鉴于CD4+ T细胞向感染区域的募集可能是导致HSV-2感染介导的HIV-1性传播增强的机制之一，本项目在体外和体内模型上研究了HSV-2感染诱导的CXCR3配体CXCL9、CXCL10和CXCL11的表达和功能，并探究了HSV-2病毒组分对这种诱导所起的作用及其潜在机制。在人宫颈黏膜上皮细胞感染模型上发现，HSV-2感染可以诱导CXCL9、CXCL10和CXCL11的产生，但尽管HSV-2诱导了所有三种CXCR3配体的表达，诱导的CXCL9在促进CD4+ T细胞的迁移中起主要作用，通过进一步的催化实验确证了CD4+ T细胞迁移所需的CXCL10和CXCL11浓度远高于CXCL9的浓度。通过对HSV-2各蛋白的筛选研究发现，HSV-2极早期蛋白ICP4（RS1）对于通过激活p38 MAPK途径促进CXCR3配体的表达至关重要，机制上，ICP4通过与TATA结合蛋白（TBP）相互作用与CXCR3配体的相应启动子结合，导致相应启动子的转录激活。在小鼠模型上，通过阴道攻毒发现CXCR3配体CXCL9、CXCL10和CXCL11的表达均显著增加，抗体中和实验证明了CXCL9在募集CD4+ T细胞到感染小鼠的阴道病灶中起主要作用。本研究确定了HSV-2 ICP4是促进CXCR3配体表达的重要病毒蛋白，而CXCL9是介导CD4+ T细胞迁移的关键诱导趋化因子。本研究的结果揭示了HSV-2诱导的CXCR3配体表达及CD4+ T细胞募集的机制，对深入了解HSV-2感染增强HIV-1性传播及设计新型干预策略有指导意义。