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美国院士:抗艾滋病毒的miRNA

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艾滋病影响全球约35万人,目前还没有治愈的方法。最近,由美国康奈尔大学威尔康奈尔医学院Laurie H. Glimcher院士带领的一个研究小组,发现了一种方法,可在感染刚刚开始发展的关键时刻,限制一种最常见形式艾滋病病毒(HIV-1)的复制。这一研究突破,发表在六月二十五日的《自然通讯》(Nature Communications),阐明了人体抵御HIV-1的免疫力的一个潜在新组分,并可能提供一种强大的新策略,来限制这种疾病的严重性。


HIV-1病毒经体液传播,通过感染和破坏关键的免疫细胞(称为CD4 T细胞)而蓬勃发展。长期以来,科学家已经知道,CD4 T细胞产生一种物质――被称为白介素-21(IL-21),通过激活专门杀死病毒(如HIV-1)的免疫细胞和驱动攻击病毒的抗体生产,而在免疫系统中起着重要的作用。但目前还不清楚的是,在一个人感染之后不久,IL-21如何影响HIV-1感染的早期阶段,使病毒的生长和蔓延有增无减。


为了揭开了这一效应,威尔康奈尔医学院、马萨诸塞州综合医院Ragon研究所、麻省理工学院和哈佛大学的研究人员,进行了两项研究。研究人员利用人体组织制备了一种培养物,主要是脾脏和淋巴结组织。在细胞暴露于IL-21后,他们引入了HIV-1并发现,7个小时后,暴露IL-21的培养物所包含的病毒,比那些没有接受治疗的培养物少了三分之二以上。


接下来,研究人员在移植人类干细胞的小鼠中检测IL-21,以创造一个尽可能接近于人体的生理环境。过去两周的时间内,小鼠开始产生IL-21,效果保持稳定:在14天之后,暴露IL-21的小鼠超过一半没有显示可检测水平的HIV-1,IL-21降低了发病率和病级。


这些分析结果表明,IL-21不仅启动了免疫系统,而且在发育的一个早期时间窗内,也阻止了HIV-1病毒的复制,此时它们集中在一个位置,还尚未开始扩散到整个身体。


本文资深作者Laurie H. Glimcher院士指出:“这项研究强调了人体免疫系统中能够发动抗病毒反应和驱动内在HIV-1抵抗的元件。我们希望,这一见解将帮助我们一步一步接近于保护患者摆脱这种致命而复杂的病毒。”


病毒载量的减少,起因于IL-21引发的一系列事件, CD4 T细胞产生的其中一个蛋白质,来帮助执行它们的免疫功能。研究人员发现,IL-21可指导CD4 T细胞,增加一种小RNA分子的数量。这个小分子是microRNA-29 (miR-29),可抑制HIV-1的复制,从而限制受感染细胞产生的病毒数量。


本文第一作者、Glimcher实验室博士后研究人员Stanley Adoro补充说:“这项研究发现了患者抵御病毒的一种武器。我们认为,IL-21就是其中一种武器,早期部署它将是非常强大的抗病毒策略。不幸的是,众所周知,HIV-1会损害患者的IL-21生产,阻碍miR-29在靶CD4 T细胞的表达。我们现在的目标是,要充分认识IL-21在病毒感染第一天、病毒进入位点的响应特性,以及HIV-1如何降低靶CD4 T细胞的miR-29数量。”


这些结果除了对IL-21的新活性提供见解之外,可能对HIV-1疫苗也有重要影响。虽然科学家们正在讨论未来的疫苗的组件,但有一个共识是,在HIV-1最早和最脆弱的阶段抑制它们的生长,将是保护病人免于疾病最有效的策略。


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