眼见为实！对人体HIV感染早期阶段的新认识

研究人员发现，在免疫系统的活跃树突细胞中形成的蛋白siglec1的纳米簇对增加捕获hiv样颗粒至关重要。?通过超分辨率显微镜和单颗粒跟踪，他们还发现，在成功与病毒结合后，树突细胞发生了巨大的转变，形成了一个单一的袋状室，病毒在那里聚集。?这些发现为HIV病毒与免疫系统之间复杂的相互作用提供了有价值的信息。

　　

   

   

图片:捕获HIV样颗粒(红点)几分钟后，细胞表面表达Siglec-1纳米簇(绿点)的成熟树突状细胞。右图:感染HIV病毒60分钟后树突细胞形态的巨大变化。绿色对应Siglec-1纳米簇，青色对应HIV颗粒。Siglec-1纳米团簇与HIV颗粒的接合导致了一个富含肌动蛋白的环状结构的形成，该结构将Siglec-1和HIV颗粒聚集在一起形成一个袋状的腔室。

图片来源: ICFO（文章作者提供）

人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种攻击人体免疫系统的病毒。如果不治疗，它会导致自体免疫缺陷综合征(艾滋病)。和其他病毒一样，当外来物质进入我们的身体时，免疫系统将其识别为“非我”，并启动免疫反应，由各种细胞、组织和器官共同识别、攻击和消除外来物质。以HIV病毒为例，它首先通过树突细胞进入人体——树突细胞是与外部环境接触的免疫细胞，在我们的身体中巡逻，寻找病原体，保护我们免受感染。

捕获和传播病毒

树突状细胞负责处理外来蛋白质、分子或颗粒，并将它们呈现给免疫系统的t细胞，充当信使并启动免疫反应。帮助树突细胞识别并与病毒结合的关键元素是一组膜蛋白，它们可以区分自体和非自体。其中一种名为Siglec-1的蛋白质在HIV感染的早期阶段起着关键作用，特别是在捕获和传播病毒方面。当HIV进入人体时，它首先遇到粘膜表面，并与各种分子结合。然后，表达Siglec-1的树突状细胞可以捕获病毒并将病毒传递给其他细胞，从而引发免疫反应。但是在这个运输过程中，HIV-1病毒也可以利用树突细胞作为载体来感染辅助T细胞——也就是CD4⁺细胞，进一步传播感染这一过程被称为反式感染。这意味着，虽然它可以帮助启动免疫反应，但它也可以促进感染。

虽然之前的研究，已经确定Siglec-1是被激活的树突细胞上的主要受体，它与HIV-1颗粒的特定分子结合，但这种情况发生的具体机制仍然未知。了解Siglec-1在艾滋病毒免疫应答中的作用，对于为艾滋病毒/艾滋病感染者开发有效的治疗方法至关重要。 

研究纳米簇和隔室的形成

发表在eLife上一篇新的文章《肌动蛋白调控的Siglec-1纳米聚类影响树突状细胞中HIV-1捕获和含病毒室形成》中，一组研究人员描述了在树突细胞中捕获HIV-1病毒的机制，以及siglec1在捕获和运输病毒颗粒中所起的作用。这项研究，由西班牙ICFO研究人员Enric Gutiérrez、Nicolas Mateos、Kyra Borgman和Felix Campelo在ICREA教授Maria García-Parajo领导下，与来自美国和德国等的研究人员合作完成。

他们通过使用超分辨率显微镜和单颗粒跟踪等尖端技术，研究在树突细胞膜上的sigle -1的空间结构及其在HIV感染早期阶段的关键作用。有趣的是，研究小组发现，树突细胞的激活导致Siglec-1纳米簇的形成，这有助于增强对HIV样颗粒的捕获。病毒通过与Siglec-1纳米簇结合，引发了树突细胞肌动蛋白细胞骨架的大规模和全面转变，最终导致形成一个袋状腔，里面聚集了病毒。这种病毒腔室与病毒对T细胞的传播和感染有关，但其形成背后的机制迄今仍是一个谜。此外，研究人员还发现，这些纳米簇的结构和流动性受到肌动蛋白聚合的调控，肌动蛋白聚合是一种在多种生物学功能中起作用的关键细胞过程。这些纳米簇的形成和病毒隔室主要发生在细胞膜上以RhoA活性为特征的特定区域，RhoA活性是一种蛋白质，在肌动蛋白聚合中也起作用。

超分辨率显微镜的潜力

超分辨率显微镜和单颗粒跟踪方法的使用使研究人员能够更好地了解调节病毒和细胞之间相互作用的机制，特别是受体的分布和功能。“眼见为实!”ICREA教授在ICFO Maria García-Parajo指出，“大多数病毒非常小，大小在100纳米左右，因此不能使用标准光学显微镜解决。它们结合在细胞膜上的受体更小。因此，超分辨率显微镜和单分子成像方法的使用对于直接可视化病毒如何被细胞捕获至关重要，并允许研究人员跟踪它们的命运，直到最终感染免疫细胞。”

IrsiCaixa的研究人员Javier Martinez-Picado也评论说:“2012年，IrsiCaixa发现siglec1是一种关键蛋白质，在某些免疫细胞表面作为HIV的附着受体，促进了病毒在体内的传播。然而，Siglec-1能够在这些特定细胞中捕获病毒的方式仍然是一个谜。目前的结果帮助我们更准确地描绘出这些细胞捕获艾滋病毒的情况，并帮助我们开发新的工具来阻止这种机制。”

虽然Siglec-1在HIV-1感染中的确切作用仍是一个活跃的研究领域，需要进一步的研究来充分评估复杂的相互作用及其作为治疗靶点的潜力，但这些发现为病毒与免疫系统之间的复杂相互作用提供了有价值的见解。