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新的成像揭示了以前看不见的艾滋病病毒的脆弱性

想象一下,艾滋病毒是一个密封的锡罐:如果你打开它,你会在里面找到什么?由蒙特利尔大学医院研究中心(CRCHUM),塔夫斯大学医学院和墨尔本大学的研究人员领导的国际团队认为他们知道。他们第一次想象出人类免疫缺陷病毒的“开放能力”是什么样子,揭示了以前未知的病毒形态和病毒脆弱性的非常详细的图像。

4月10日发表在Cell Host&Microbe杂志上,通过使用分子“开罐器”暴露可以被抗体靶向的部分病毒包膜,这一重大突破成为可能。

“病毒包膜的新形状的表征揭示了,可能是旨在根除策略有用的HIV的漏洞独特的细节,”安德烈斯Finzi的,该研究的主要作者之一,在CRCHUM研究员说蒙特利尔大学教授。“它肯定为打击这种致命的病毒打开了新的道路。”

当HIV感染人体免疫系统的细胞时,它利用其包膜的尖峰将自身附着在细胞上的特定受体上,称为CD4和CCR5。与CD4受体结合会触发包膜形状的变化,使病毒感染宿主细胞。这项新研究描述了在宾夕法尼亚大学设计和合成的小分子CD4模拟化合物的使用,以迫使病毒开放并暴露其包膜的脆弱部分,使免疫系统细胞杀死受感染的细胞。

在2015年PNAS发表的一项早期研究中,由Finzi领导的研究人员表明,暴露这些易损部位有助于通过称为抗体依赖性细胞毒性(ADCC)的机制消除受感染细胞。

如何绘制艾滋病病毒的脆弱性

塔夫茨大学的研究人员能够使用一种新技术 - 单分子Förster共振能量转移或smFRET - 可视化以前未知的病毒包膜形状,使研究人员能够看到包膜的不同元素如何相互移动。这提供了一种直接的方法,可以看出HIV包膜是一个动态机器,带有活动部件,允许它采取各种形状以响应刺激,如抗体或小分子。

“我们希望可视化病毒包膜的形状将有助于开发专门利用ADCC的候选疫苗,”该研究的主要作者,塔夫斯大学医学院分子生物学和微生物学助理教授James Munro说。开创了使用smFRET的团队,以更好地了解HIV-1病毒如何实时感染人体细胞。“在泰国疫苗试验中,迄今为止唯一一项对HIV感染有适度保护作用的疫苗试验,产生具有ADCC活性的抗体是与病毒保护相关的一个因素。”

使用低温电子显微镜(cryo-EM)证实了smFRET结果,该技术近20年前由该研究的主要作者,墨尔本大学的副教授Isabelle Rouiller采用,该技术最近得到了人们的认可。科学界。

“病毒如何保护自己是一件令人着迷的事情。现代方法如单粒子cryo-EM现在让我们可以详细了解通过进化产生的分子机制。直接可视化HIV表面的分子将使我们能够制定治疗策略这是一个梦想成真!“路勒说。

2017年,将近3700万人感染艾滋病毒。每天,全世界卫生当局报告了5,000例新感染病例。

本内容仅由作者负责,并不一定代表美国国立卫生研究院或其他资助者的官方观点。

该研究由加拿大卫生研究院,国家健康研究所,美国艾滋病研究基金会和美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所(1K22AI116262)资助。James Munro还得到了吉利德艾滋病科学研究奖学金计划和坎贝尔基金会的支持。Isabelle Rouiller得到了墨尔本大学STEM-M刺激基金的支持,AndrésFinzi担任加拿大逆转录病毒入境研究主席。

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