Für die Eradikation einer HIV-1-Infektion ist es wichtig, die detaillierten Merkmale und die Heterogenität von HIV-1-infizierten Zellen in vivo aufzuklären. In dieser Studie wurde ein mit hämatopoetischen Stammzellen transplantiertes humanisiertes Mausmodell, das mit einem genmodifizierten HIV-1 infiziert war, verwendet, um mehrere Merkmale von HIV-1-produzierenden Zellen in vivo aufzudecken.
Eine Forschungsgruppe am Institute of Medical Science, The University of Tokyo (IMSUT) führte unter Verwendung von HIV-1-infizierten Zellen „Multiomics“-Analysen durch, d. h. Technologien, die kürzlich entwickelt wurden, um die Merkmale biologischer Proben umfassend zu untersuchen.
"Unsere Ergebnisse beschreiben mehrere Merkmale von HIV-1-produzierenden Zellen in vivo, die Hinweise für die Entwicklung eines HIV-1-Heilmittels liefern könnten", sagte der leitende Wissenschaftler, Kei Sato, Associate Professor (Principal Investigator) in der Division of Systems Virology, Department of Infectious Disease Control, IMSUT.
Die Ergebnisse dieser Forschung wurden am 14. Juli 2020 in Cell Reports veröffentlicht.
Studie zur "HIV-1-Heilung"
Für die Eradikation einer HIV-1-Infektion ist es wichtig, ein tiefgreifendes Verständnis der weitreichenden Eigenschaften von HIV-1-infizierten Zellen in vivo zu erlangen.
Kürzlich entwickelte "Omics"-Analysen (1) können ein leistungsfähiges Werkzeug sein, um die Eigenschaften von HIV-1-infizierten Zellen zu identifizieren. Es sollte jedoch beachtet werden, dass eine große Mehrheit der CD4+-T-Zellen(2) in infizierten Personen nicht infiziert ist und daher die Transkriptionsprofile von "Bulk"-CD4+-T-Zellen in vivo nicht die von "reinen" HIV-Zellen widerspiegeln. 1 produzierende Zellen.
Multiomics-Analyse zur umfassenden Aufdeckung der Merkmale HIV-1-infizierter Zellen in vivo
In dieser Studie verwendete die Forschungsgruppe ein menschliches humanisiertes Mausmodell mit hämatopoetischen Stammzellen, das die menschliche Leukopoese unter relativ stabilen immunologischen Bedingungen in vivo und einen replikationskompetenten Reporter HIV-1 aufrechterhält, und verwendete vier kürzlich entwickelte Techniken um virale Genomik und Transkriptomik zu untersuchen.
Nach Angaben der Forschungsgruppe bestand diese Studie aus den vier folgenden Analysen:
Zunächst zeigte die Tröpfchen-Digital-PCR das Vorhandensein potenzieller Reservoirs in infizierten humanisierten Mäusen. Zweitens zeigte die Ligations-vermittelte PCR die Präferenz von HIV-1, sich in offene Chromatinregionen zu integrieren, wie durch die Assoziation der epigenetischen Modifikationen von Integrationsstellen mit viraler Produktion nahegelegt wird. Drittens quantifizierte die digitale RNA-Sequenzierung die absolute Kopienzahl viraler Transkripte in den HIV-1-produzierenden Zellen in vivo und identifizierte ferner die unterschiedlich exprimierten Gene zwischen virusinfizierten und nicht infizierten Zellen. Schließlich enthüllte und charakterisierte die Einzelzell-RNA-Sequenzierung die Heterogenität der HIV-1-produzierenden Zellen in vivo.
Associate Professor Sato betonte: „Unseres Wissens nach ist diese Studie die erste Untersuchung, die mehrere Aspekte von HIV-1-produzierenden Zellen beschreibt, und auch die erste umfassende Untersuchung der Eigenschaften von HIV-1-infizierten Zellen in vivo.“.
Notizen (1) 'omics'-Analysen
Ein wissenschaftliches Studiengebiet, das darauf abzielt, die Merkmale biologischer Proben umfassend zu charakterisieren und zu quantifizieren. Die Kombination mehrerer biologischer „-ome“-Informationskategorien (z. B. Genom und Transkriptom).
(2) CD4+ T-Zellen
Eine Untergruppe von Immunzellen, die die erworbene Immunantwort orchestriert.
Finanzierung
Diese Studie wurde teilweise unterstützt von AMED J-PRIDE (19fm0208006h0003 an Kei Sato), KAKENHI Scientific Research B (18H02662 an Kei Sato), KAKENHI Scientific Research on Innovative Areas "Neovirology" (16H06429, 16K21723, 17H05813, 19H04826 an Kei Sato), JST CREST (an Kei Sato), JSPS KAKENHI PAGS 16H06279 (an K. Sato), AMED Research Program on HIV/AIDS 19fk0410014 (19fk0410014, 19fk0410019 an Yoshio Koyanagi und Kei Sato) und JSPS Research Fellow (PD 19J01713 an Jumpei Ito).
