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文章導(dǎo)讀：Characterization of HIV-induced remodeling reveals differences ininfection susceptibility of memory CD4+ T cell subsets in vivo

發(fā)表期刊/影響因子：Cell Rep/2021-04/8.1

研究樣本：外周血

文章亮點(diǎn)：1）體內(nèi)外易感染HIV的CD4+T細(xì)胞差異較大；2)HIV在體內(nèi)會(huì)重塑多種趨化因子和細(xì)胞因子受體; 3) HIV重塑感染細(xì)胞，使其具有Tfh細(xì)胞特征术陶；4）鑒定出體內(nèi)外同時(shí)高度表達(dá)的T細(xì)胞亞群悉默。

HIV病毒會(huì)通過(guò)侵犯人體內(nèi)CD4+T細(xì)胞，造成機(jī)體細(xì)胞及體液免疫功能降低進(jìn)而發(fā)生免疫缺陷綜合癥宴偿，但CD4+細(xì)胞協(xié)調(diào)了對(duì)各種病原體的免疫反應(yīng)钠至，因此不能單靠消除它們來(lái)防治HIV感染近哟。此外盐股，針對(duì)CD4+T細(xì)胞對(duì)于治療目標(biāo)來(lái)說(shuō)太廣泛钱豁，尋找到對(duì)HIV感染高度敏感的CD4+T細(xì)胞的更具體亞型，也許能夠?yàn)獒槍?duì)這些細(xì)胞且不產(chǎn)生明顯副作用的治療提供參考疯汁。

目前針對(duì)HIV感染的實(shí)驗(yàn)多來(lái)自于體外實(shí)驗(yàn)牲尺，無(wú)法還原發(fā)生感染的人體復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。因此Gladstone Institutes的研究人員通過(guò)CyTOF及PP-SLIDE技術(shù)幌蚊，研究了體內(nèi)及體外感染HIV患者外周血特征谤碳，繪制了詳細(xì)的HIV病毒誘導(dǎo)的重塑CD4+細(xì)胞詳細(xì)圖譜。該研究成果發(fā)表在科學(xué)雜志《Cell Reports》上溢豆。

文章研究思路

體內(nèi)外未感染蜒简、旁觀及感染細(xì)胞特征

研究人員分析了11個(gè)感染HIV患者的ART治療前（Viremic）后（Suppressed）的外周血。為了進(jìn)行比較漩仙，研究人員體外分析比較了未感染(UI)及暴露于HIV病毒后感染(INF)及未感染(bystander)細(xì)胞（Fig 1. A）搓茬。研究發(fā)現(xiàn)，不同于體內(nèi)UI及INF組之間的無(wú)顯著差異队他，體外感染細(xì)胞的HIV受體CCR5表達(dá)高于UI細(xì)胞（Fig 1.B)卷仑。對(duì)其相關(guān)激活標(biāo)記、檢查點(diǎn)分子和歸巢受體表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)漱挎，體內(nèi)感染和體外感染的細(xì)胞中的激活標(biāo)記物（HLADR/CD38/OX40）系枪、檢查點(diǎn)相關(guān)蛋白（PD-1/CTLA-4）及部分歸巢受體（CD49d，CD29和CCR6）表達(dá)高于未感染及旁觀者細(xì)胞磕谅，然而歸巢受體CXCR5及白介素IL-17受體CD127在感染細(xì)胞中低表達(dá)私爷。

Fig.1?體內(nèi)和體外未感染，旁觀者和HIV感染細(xì)胞的表征

HIV在體內(nèi)與體外感染之間優(yōu)先靶向記憶CD4 + T細(xì)胞亞群

先前研究已發(fā)現(xiàn)HIV病毒感染細(xì)胞時(shí)膊夹，他會(huì)重塑細(xì)胞衬浑。為了評(píng)估哪些細(xì)胞會(huì)先被HIV病毒感染，研究人員通過(guò)PP-SLIDE（識(shí)別出與感染細(xì)胞最匹配的未感染細(xì)胞）評(píng)估哪些細(xì)胞被優(yōu)先靶向受到感染（Fig 2. B）放刨。研究發(fā)現(xiàn)PRE組中幾乎只具有記憶表型細(xì)胞工秩，表明HIV可能優(yōu)先靶向記憶性CD4+細(xì)胞，而不是在HIV感染免疫細(xì)胞后導(dǎo)致CD45RO的上調(diào)进统。對(duì)其它T細(xì)胞亞群分析發(fā)現(xiàn)助币，PRE中高水平表達(dá)的可能被優(yōu)先感染的細(xì)胞都屬于記憶類(lèi)細(xì)胞(Fig 2. C-D)，因此研究人員猜測(cè)較之幼稚細(xì)胞螟碎，HIV可能優(yōu)先感染記憶細(xì)胞眉菱，而不是感染免疫細(xì)胞后再引起CD45RO的上調(diào)。

Fig2.PP-SLIDE表征體內(nèi)和體外HIV易感細(xì)胞

鑒定在HIV感染期間重塑的抗原

隨后掉分，研究人員研究了病毒重塑的表達(dá)蛋白俭缓。研究首先證實(shí)了記憶標(biāo)記CD45RO和CD45RA不屬于HIV重組標(biāo)記物（PRE及INF間無(wú)平均信號(hào)強(qiáng)度差異）克伊。在評(píng)估的6個(gè)趨化因子受體內(nèi)，只有CCR5在體內(nèi)及體外研究水平同步被上調(diào)华坦，表明HIV進(jìn)入激活CCR5細(xì)胞后進(jìn)一步上調(diào)CCR5的表達(dá)愿吹。對(duì)T細(xì)胞活化標(biāo)記物的重塑研究發(fā)現(xiàn)，HIV感染使體內(nèi)及體外感染細(xì)胞的CD38上調(diào)惜姐，在檢查點(diǎn)分子中犁跪，只有CTLA4在體內(nèi)被HIV重塑上調(diào)。此外歹袁，研究人員還評(píng)估了被HIV重塑下調(diào)的蛋白分子耘拇，CD28在體內(nèi)外均被下調(diào)，CD62L及CCR7在體內(nèi)被下調(diào)（在體內(nèi)和體外標(biāo)本中類(lèi)似地重塑的蛋白質(zhì)抗原的總結(jié)如下）宇攻。

Fig?3.HIV重塑細(xì)胞的趨化因子、細(xì)胞因子受體倡勇、活化標(biāo)記和其他表面抗原表達(dá)

無(wú)偏聚類(lèi)法鑒定CD4+T細(xì)胞的HIV靶點(diǎn)

鑒于前面研究人員研究了優(yōu)先被感染的細(xì)胞及HIV感染后的細(xì)胞重塑逞刷，研究人員隨后進(jìn)一步挖掘了優(yōu)先感染細(xì)胞亞群的特征∑扌埽基于細(xì)胞因子表達(dá)夸浅，研究人員將CD4+T細(xì)胞聚類(lèi)分為20個(gè)亞群，且PRE及UI具有不同的細(xì)胞組成扔役。對(duì)其細(xì)胞富集對(duì)比分析, Cluster12和Cluster13在體內(nèi)外均顯示PRE富集,這兩個(gè)細(xì)胞亞群具有CD45ROhi CCR7lo CD62Llo特征Cluster1和8僅在體內(nèi)顯示PRE細(xì)胞的富集帆喇，Cluster15僅在體外顯示PRE細(xì)胞的富集，這三個(gè)細(xì)胞亞群都是記憶型（CD45ROhigh）和類(lèi)Tem型（CCR7low）(Fig 4)亿胸。盡管所鑒定的HIV易感細(xì)胞亞群都是記憶細(xì)胞坯钦，但并非所有的記憶細(xì)胞都優(yōu)先容易被感染.

Fig?4.無(wú)偏聚類(lèi)可識(shí)別在體內(nèi)和體外優(yōu)先針對(duì)HIV感染的記憶CD4 + T細(xì)胞亞群

?最后,研究人員以體內(nèi)外PRE中富集的HIV易感標(biāo)記物作為體外建立感染模型的基礎(chǔ)，以更好地模擬體內(nèi)HIV感染的細(xì)胞侈玄。研究人員基于CyTOF數(shù)據(jù),手動(dòng)圈門(mén)并定義易感亞群pop-1以及CD69lo的pop-2婉刀。其中，較之UI序仙，pop-1在PRE中高表達(dá)突颊，pop-2在PRE中低表達(dá)，因此研究人員猜測(cè)可能Pop-1更容易受到感染潘悼，而pop-2更具抗藥性（Fig 6. A）律秃。隨后研究人員篩選出pop-1及pop-2，并將其暴露于HIV病毒四天后治唤，觀察其感染率棒动，研究發(fā)現(xiàn)，pop-1細(xì)胞的感染率高于pop-2細(xì)胞肝劲。該結(jié)果表明使用這些表面標(biāo)志物可富集易感HIV細(xì)胞亞群迁客。由于簇12和13也優(yōu)先針對(duì)體內(nèi)HIV感染郭宝，因此表征這些細(xì)胞在體外HIV感染的未來(lái)研究可能會(huì)成為一個(gè)可行的模型，以更好地了解HIV感染者血液中的主動(dòng)HIV復(fù)制掷漱。

Fig 6.?根據(jù)Cluster12和13的表面標(biāo)記分類(lèi)的Tem樣細(xì)胞極易感染HIV

文章總結(jié)

該研究通過(guò)應(yīng)用生物信息學(xué)分析了從病毒血癥患者和未感染供體的體外感染的細(xì)胞獲得的質(zhì)譜流式數(shù)據(jù)粘室，繪制了了體內(nèi)和體外HIV易感細(xì)胞的表型圖譜。Th17輔助細(xì)胞和α4β1+細(xì)胞優(yōu)先在體內(nèi)靶向卜范，而T效應(yīng)記憶（Tem）衔统、T過(guò)渡記憶（Ttm）、Th1和Th1/Th17細(xì)胞則在體外靶向海雪。HIV在體內(nèi)對(duì)趨化因子和細(xì)胞因子受體等多種蛋白質(zhì)進(jìn)行了重組肺魁，這些變化大多在體外重現(xiàn)。HIV將細(xì)胞重塑為T(mén)濾泡輔助（Tfh）表型僵娃。通過(guò)聚類(lèi)证杭，研究發(fā)現(xiàn)了在體內(nèi)和體外高度易受感染的表達(dá)CD29的Tem樣細(xì)胞的一個(gè)子集，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這種易感性湾宙。這些研究深入觀察了病毒血癥患者體內(nèi)HIV易感細(xì)胞的特征樟氢，并證明在體外鑒定出的部分但不是全部HIV易感細(xì)胞有效地模擬了體內(nèi)易感性。

【參考文獻(xiàn)】

Xie G, ?et al. Characterization of HIV-induced remodeling reveals differences in infection susceptibility of memory CD4+?T?cell subsets in?vivo.?Cell Rep. 2021.