2023年12月18日,根特大學的研究團隊在Nature Communications上線上發表了題為“Potent latency reversal by Tat RNA-containing nanoparticle enables multi-omic analysis of the HIV-1 reservoir”的研究論文。研究人員透過使用含有Tat RNA的奈米顆粒(Tat-LNP),成功地激活了HIV-1潛伏感染的細胞,並對其進行了多組學分析。透過這些分析,研究人員揭示了HIV-1潛伏庫中的病毒複製和轉錄的動態過程,並對潛伏庫中的細胞亞群進行了詳細的表徵。這項研究為深入理解HIV-1潛伏庫的形成和維持機制提供了重要的資訊。
潛伏期逆轉劑的開發,可以在不誘導整體T細胞活化的情況下有效地重新啟用HIV,這將有利於HIV病毒庫研究領域,並可能為功能性治療鋪平道路。
研究人員分析了一種含有Tat mRNA (Tat-LNP)的脂質奈米顆粒在接受抗逆轉錄病毒治療(ART)的HIV患者的CD4 T細胞中的活化能力。當Tat-LNP與panobinostat(PNB)聯合使用時,與PMA/離子黴素(PMA/i)相比,Tat-LNP誘導潛伏感染細胞逆轉的比例顯著更高(≈4倍)(圖1)。
圖1 與PMA/i相比,Tat-LNP聯合PNB可誘導更高比例的細胞發生潛伏期逆轉
而且,Tat-LNP不會改變CD4 T細胞的轉錄,使潛伏感染細胞在接近自然狀態下的表徵成為可能。在潛伏期逆轉後,進一步確定了攜帶可誘導原病毒的感染細胞和未感染細胞之間的轉錄組差異(如LINC02964, GZMA, CCL5)。在蛋白質水平上證實了轉錄組的差異,並提供了LINC02964在活動性HIV感染中發揮作用的證據(圖2)。
圖2 感染細胞和未感染細胞轉錄組差異比較
此外,p24+細胞表現出PI3K/Akt訊號通路的增強(圖3),以及蛋白翻譯的下調,這表明艾滋病病毒感染細胞顯示出促進其長期永續性的獨特特徵。Tat-LNP是一種有價值的研究工具,用於體外庫研究,因為它極大地促進了HIV庫細胞轉錄組和蛋白質組的深入表徵。
圖3 基因組富集分析
該研究成果為完全治癒HIV的目標又提供了新的思路,未來仍需要更多動物模型完成臨床前研究以評估生物體內安全性,並確認體內治療的HIV再啟用能力及對清除HIV潛伏細胞的益處。此外,Tat-LNP在啟用HIV病毒的同時保留細胞轉錄組的特性使其能作為表徵轉錄組差異並鑑定HIV潛伏細胞與未感染細胞間的細微差異,幫助診斷及治療靶點的發現,在未來HIV臨床診斷治療中具有獨特的意義。
論文連結:https://www.nature.com/articles/s41467-023-44020-5