单细胞转录组学发现HIV-1体内宿主限制因子

　　

由马里兰州沃尔特里德陆军研究所领导的研究证实了先前针对HIV-1的宿主限制因子的研究结果。在一篇发表在《Science Translational Medicine》杂志上的论文《Single-cell transcriptomics identifies prothymosin α restriction of HIV-1 in vivo》中，作者详细介绍了组学如何在寻找治疗策略时发现相关性。

单细胞转录组学用于鉴定14例HIV-1感染患者细胞中的活性蛋白。研究小组通过将患者基因表达与单个细胞内的病毒RNA (vRNA)数量联系起来，缩小了一份被称为宿主限制因子的潜在抗病毒蛋白质清单。这些蛋白质是人体先天免疫系统的一部分，识别并干扰病毒复制周期的特定步骤，从而阻止感染。

研究小组还比较了血浆病毒载量最高的参与者的测序结果，结果显示vRNA转录与编码胸腺酶原α  (ProTα)的基因PTMA的表达呈负相关。

这种关联随后在初始研究之外的另外28名参与者中得到了验证。胸腺酶原α在体外的过表达证实了这种细胞因子抑制HIV-1转录和感染性病毒的产生。

研究人员发现，个体免疫细胞中的HIV-1 RNA (vRNA)与特定的临床测量结果相关。通过单细胞分析，研究人员从急性HIV感染(AHI)和抗逆转录病毒治疗(ART)阶段的参与者中鉴定出带有vRNA的细胞。

vRNA+细胞主要存在于CD4+ T细胞亚群中。相关分析显示，vRNA+ CD4+ T细胞的频率与细胞相关的HIV-1 DNA总量和血浆病毒载量呈正相关。这表明vRNA在这些细胞中的存在具有重要的生物学意义，并与HIV-1临床参数有关。

在对该方法的确认中，17年前，纽约西奈山医学院的研究人员发现了prothmosin α - HIV-1限制性蛋白，并在《Journal of Virology》上发表的一篇题为“Novel Function of Prothymosin Alpha as a Potent Inhibitor of Human Immunodeficiency Virus Type 1 Gene Expression in Primary Macrophages”的论文中进行了描述。

先前的研究还观察到HIV-1感染的人类T细胞与ProTα mRNA的可检测量降低相关。西奈山的研究发现ProTα活性以剂量依赖性的方式显著抑制原代巨噬细胞中的HIV-1复制，但对CD4+ T细胞中的HIV-1几乎没有影响。

目前的研究展示了使用单细胞转录组学技术来识别潜在的抗病毒因子，如HIV-1的ProTα和其他病毒预防和治疗策略。