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啪啪啪时艾滋是如何传染?科学家用成像技术记录过程

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发表于 2018-9-30 10:07:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
  来源:体外诊断网
  说起艾滋病,我们都知道它是由一种把人体免疫系统中最重要的CD4+ T淋巴细胞作为主要攻击对象的病毒引起的,主要通过性传播。
  但是,可能大部分人都不知道的是,艾滋病通过性传播背后的确切机制到底是什么,科学家还不是很清楚。这也是艾滋病至今不能被治愈的主要原因之一。
  今天,来自法国巴黎第五大学的Morgane Bomsel团队,发表在《细胞》旗下Cell Reports上的研究成果[1],Bomsel团队通过实时成像技术,首次用8段视频记录下了HIV通过“性传播”的过程。被感染的T细胞将病毒传染给其他免疫细胞的过程,让人毛骨悚然。


Morgane Bomsel
  接下来我就带大家一起看录像的截屏。
  (看到这里是不是有点儿激动?赶紧看看旁边有没有人偷看。不过,最好不要跟奇点糕一样想多了。这个并不是一边啪啪啪,一边录的。当然,技术肯定也没达到那个水平。)
  实际上,Bomsel团队是在实验室条件下重建了部分生殖组织,模拟了啪啪啪时HIV的传播过程。他们希望真正看到HIV的感染过程。
  为了便于观察,Bomsel团队用的HIV是携带绿色荧光蛋白的gag-iGFP HIV-1。在后面的动图和视频中,凡是看到的绿色,要么是HIV本身,要么是被HIV感染的免疫T细胞。其他颜色都是健康未被感染的生殖器官组织细胞。
  先打个照面,简单的认识下。


绿色那个就是被HIV感染的T细胞,蓝色的那一群是没有被HIV感染的尿路上皮细胞
  由于各种各样的原因,在啪啪啪的过程中,会有一些T细胞出现。如果这个T细胞恰巧是被携带绿色荧光蛋白的gag-iGFP HIV-1感染的话,我们看到的T细胞就是下面这个样子。


  但是生殖器官组织一般都是有一层上皮细胞作为保护屏障的,T细胞一般是过不去,那HIV是如何从被感染的T细胞出来,再感染另一个人的呢?当然,还有一种方式是,T细胞外的HIV颗粒可以穿过上皮细胞进入人体内。不过这种方式的效率很低。更高效的进入方式如下图所示。


够不到,还差一点儿点儿~(红色的是未被感染的巨噬细胞)
  看到了吗?那个被感染的T细胞突然长出一个爪爪,这个爪爪的学名叫做病毒学突触(virological synapse)。这个爪爪可厉害,它就是我在上面提到的高效传播感染机制,更厉害的是这个爪爪可以帮助病毒躲避药物的追杀。


注意看,就在电光火石之间,一道绿色闪电击中了红色的巨噬细胞。成功逃离T细胞,进入另一个细胞
  不过,在人体内,T细胞里的HIV想要感染中间隔了一层上皮细胞的巨噬细胞就没那么容易了。那它又是如何突破上皮细胞这层屏障的呢?


蓝色是尿道上皮细胞,整个传递过程看上去与上面的没啥区别
  上图是被感染的T细胞通过病毒学突触给上皮细胞传递HIV的过程。乍一看,与前面两张给巨噬细胞传毒的过程似乎没啥区别。都是电光火石之间,一个病毒学突触形成,传毒成功。
  当Bomsel团队看清真相的时候,还是吓了一大跳。


可以清晰看见病毒学突触穿过蓝色的上皮细胞
  原来被感染的T细胞形成的病毒学突触可以直接穿过尿道上皮细胞,进入到被上皮细胞保护的基质。而巨噬细胞就在上皮细胞后面等着吞噬透过来的异物。不知不觉中,巨噬细胞就被感染了!
  更让Bomsel团队吃惊的是,上皮细胞并没有被HIV感染。这就好像被包裹的HIV跟上皮细胞借了个道儿。病毒就这样大摇大摆过去了。不仅如此,被感染的T细胞会一路走,一路形成病毒学突触穿过上皮细胞传毒。


被感染的T细胞到处游走,散播HIV病毒

一个可以清晰看见病毒学突触的连续静态图
  在做完整个研究之后,Bomsel团队用下面这张示意图总结了她们的发现。


  在啪啪啪之后的数周时间内,整个感染过程。绿色代表被感染的T细胞,以及形成的病毒学突触和被包裹的病毒;中间蓝色代表尿道上皮细胞;红色代表巨噬细胞;黄色代表基质;黄色小圆圈代表巨噬细胞释放的HIV;红色小圆圈代表潜伏在巨噬细胞里的HIV。
  在啪啪啪之后的数周时间内,整个感染过程:
  (1)被感染的T细胞与上皮细胞接触;
  (2)病毒学突触形成;
  (3)被包裹的HIV借道上皮细胞,进入基质,并被巨噬细胞吞噬;
  (4)病毒整合到巨噬细胞基因组,并大量产生HIV;
  (5)病毒不再活跃,潜伏在巨噬细胞内。
  这是科学家首次用实时成像技术记录下艾滋病性传播感染过程。这也是科学家第一次知道被感染的T细胞是通过上皮细胞感染巨噬细胞的,而且上皮细胞本身不会被病毒感染。
  这个研究还发现,在啪啪啪感染HIV之后,巨噬细胞就变成了病毒储存库。这也给药物研发带来了挑战,因为目前的大多数药物是靶向CD4 T细胞的HIV病毒的。包括近期香港大学团队刷爆朋友圈的新药也是[2]。
  不过这个研究也给未来艾滋病的预防提供了一个新方向,研发靶向上皮细胞的黏膜HIV疫苗是很有必要的。如果能够阻止它们通过病毒学突触穿过上皮细胞进入基质,就可以预防艾滋病的性传播。
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