HIV-1 gp120 与尼古丁相互作用影响小胶质细胞：关乎神经炎症与认知障碍的新发现

研究为探究 HIV 感染者认知问题，聚焦 HIV-1 gp120 与尼古丁对小胶质细胞作用，发现其影响线粒体及淀粉样蛋白，意义重大。

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在全球范围内，人类免疫缺陷病毒（HIV）感染一直是一个严峻的公共卫生问题。即便有联合抗逆转录病毒疗法（cART），感染 HIV 的人仍面临着认知能力下降和记忆丧失的高风险。更糟糕的是，近一半的 HIV 感染者有吸烟的习惯，这不仅让他们的健康状况雪上加霜，还使得痴呆症的发病率大幅上升。在大脑中，小胶质细胞作为免疫细胞，不仅是 HIV 的长期储存库，还在神经炎症信号传导中发挥着关键作用。但目前，HIV 感染、吸烟与小胶质细胞之间的复杂关系尚未完全明晰，这也促使科学家们深入探索其中的奥秘。

为了揭开这些谜团，来自乔治梅森大学（George Mason University）的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于 HIV 包膜糖蛋白 gp120 和尼古丁在人小胶质细胞（HMC3）内的相互作用，这些细胞会内源性表达趋化因子受体 5（CCR5）和烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）。该研究成果发表在《Neurochemical Research》上，为理解 HIV 感染者中吸烟者的神经炎症信号传导提供了重要依据。

在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。蛋白质组学分析采用数据依赖性采集（DDA）模式，结合液相色谱 - 电喷雾电离质谱（LC-ESI/MS）技术，全面分析细胞内蛋白质的变化；通过蛋白质印迹（Western blot）实验，对特定蛋白质的表达水平进行定量检测；利用免疫细胞化学和细胞成像技术，直观观察细胞内蛋白质的定位和线粒体网络的结构变化。

研究结果主要体现在以下几个方面：

1. gp120 相关蛋白质组的鉴定：研究人员用 500pM 浓度的 gp120 B 或 gp120 C 处理 HMC3 细胞 24 小时，通过无标记 LC-ESI MS 分析，共鉴定出 1250 种蛋白质。其中，gp120B 与 36 种细胞蛋白质的显著变化相关，gp120C 与 76 种细胞蛋白质的显著变化相关。生物信息学分析显示，在 gp120B 和 C 的蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络中，线粒体相关蛋白均有出现，这表明 gp120 对小胶质细胞线粒体功能有重要影响。
2. gp120C 和尼古丁对线粒体蛋白质及动力学的影响：研究发现，gp120C 处理可使小胶质细胞中抑制素 2（PHB2）表达显著增加 8%，添加尼古丁后，PHB2 水平进一步升高 17%。细胞色素 c（cyt c）在单独 gp120 处理时水平无明显变化，但与尼古丁联合处理后表达显著增加 11%。同时，gp120C 促进线粒体融合蛋白（MFN2）表达增加 7%，添加尼古丁后增加 21%；而裂变蛋白 1（FIS1）在 gp120C 处理后表达降低 14%，添加尼古丁后进一步降低 30%。通过对 mito-YFP 荧光的共聚焦显微镜成像分析，发现 gp120C 使线粒体总体积、表面积和分支长度减小，而尼古丁与 gp120C 共同处理则使线粒体网络尺寸增大，结构更连续。
3. 尼古丁和 gp120 对淀粉样蛋白的调节：用抗 APP（6E10）抗体免疫标记 HMC3 细胞后发现，gp120C 处理的细胞胞质中出现点状抗体表达，添加尼古丁后，抗 6E10 信号定位于胞质内的囊泡。定量分析显示，尼古丁和 gp120C 共同处理使小胶质细胞内囊泡簇数量显著增加 35%。通过靶向 LC-ESI MS/MS 分析发现，gp120C 使淀粉样肽释放显著增加 141%，尼古丁和 gp120C 联合处理则使淀粉样肽释放显著降低 128%。在脂多糖（LPS）刺激下，淀粉样肽释放增加。
4. 尼古丁和 gp120 相互作用对自噬的调节：研究人员检测自噬标记物 LC3-B 发现，尼古丁和 gp120C 共同处理显著增加 LC3B-II 表达，而单独处理时无明显变化。细胞成像显示，自噬标记物与淀粉样蛋白存在部分共定位，这表明尼古丁和 gp120C 对淀粉样蛋白的调节可能与自噬过程有关。

研究结论和讨论部分指出，尼古丁与 HIV 的相互作用在小胶质细胞中至关重要。药物滥用会影响 HIV 的致病性，而尼古丁激活小胶质细胞中的 nAChRs 会调节炎症反应和突触活动。HIV-1 的不同亚型（如 gp120B 和 gp120C）虽然序列有差异，但在调节小胶质细胞线粒体功能上有相似之处。本研究发现尼古丁和 gp120 相互作用影响小胶质细胞的代谢过程，改变线粒体网络形状、功能特性以及自噬和淀粉样蛋白释放机制。这可能导致吸烟者患与 HIV 相关的神经认知障碍（HAND）风险增加，因为淀粉样蛋白病理改变与认知疾病密切相关。不过，目前还无法确定 gp120 和尼古丁对小胶质细胞 M1 或 M2 表型状态的具体影响，未来还需要进一步研究。

总的来说，这项研究揭示了尼古丁和 gp120 在小胶质细胞中的相互作用及其对线粒体和淀粉样蛋白的影响，为理解 HIV 感染者中吸烟者的神经炎症和认知障碍提供了新的视角，为后续开发针对性的治疗策略奠定了基础，具有重要的理论和临床意义。