宿主因子Tollip抑制HIV-1转录及调控病毒潜伏感染的分子机制研究

The elucidation of host modulation on viral replication benefits the finding for novel antiviral targets. Host factor Tollip inhibits NF-κB activation and is a negative regulator for IL-R and TLR-mediating signaling. HIV-1 LTR promoter contains the binding sites for NF-κB molecule, and the modulation of NF-κB pathway is the key for regulating viral transcription. Our preliminary data show that, 1)Tollip inhibits transcription of HIV-1 and its proviral DNA;2)The knocking-down of Tollip in HIV-1 latently infected CD4+ T cells promotes viral reactivation from latency; 3) HIV-1 treatment stimulates Tollip expression; So we hypothesize that, Tollip inhibits NF-κB-dependent HIV-1 transcription and maintains viral latency or persistence. We would further study: 1) The molecular mechanisms for Tollip inhibits HIV-1 transcription; 2)the modulation of Tollip on HIV-1 latency; 3) the molecular mechanism for Tollip expression induced by HIV-1 treatment. The elucidation of Tollip modulating HIV-1 transcription would facilitate to uncover the mechanisms of host modulation on HIV-1 replication and persistence, and benefit the development for novel antiviral strategies.

阐述宿主细胞调节病毒复制的分子机制利于寻找新的抗病毒靶标。宿主因子Tollip抑制NF-κB激活、负调控IL-1R和TLR信号通路。HIV-1 LTR启动子序列包含NF-κB结合位点，NF-κB通路的调节是调控HIV-1转录的关键。前期工作发现，1）Tollip抑制HIV-1及前病毒DNA的转录；2）干涉Tollip在HIV-1潜伏感染CD4+ T细胞中的表达增强潜伏感染的激活；3）HIV-1可诱导Tollip的表达。因此提出假说：宿主因子Tollip通过阻断NF-κB通路，抑制HIV-1 LTR驱动的转录，调控病毒的复制和潜伏感染。将进一步深入研究：1）Tollip抑制HIV-1转录的分子机制；2）Tollip对HIV-1潜伏感染的调控；3）HIV-1诱导Tollip表达的分子机制。阐明Tollip对HIV-1转录的调节，可揭示HIV-1复制和潜伏感染的调控机制,利于探索抗病毒新策略。

HIV在体内建立潜伏，不能被抗逆转录病毒药物治疗（ART）清除，这是当前HIV无法根除的主要原因。抑制HIV-LTR启动子驱动的前病毒DNA的转录，是病毒维持潜伏的关键。多种宿主因素调控HIV前病毒基因转录，维持病毒潜伏感染。揭示宿主蛋白调控HIV复制和潜伏的关键作用，可为抗病毒药物设计和基因治疗提供了潜在的宿主靶点。在本项目的资助下，我们以宿主因子Tollip为代表，阐明了HIV复制和潜伏的调控机制：.①.阐明Tollip抑制HIV-1转录和复制的分子机制：发现Tollip通过阻断TNF-α诱导的p65蛋白入核，抑制NF-κB信号通路的激活，从而阻断HIV-LTR驱动的病毒转录, 且Tollip 抑制多种HIV亚型LTR驱动的转录；HIV病毒样颗粒或重组gp120蛋白可以诱导Tollip在树突状细胞中的表达；干涉Tollip在CD4+T细胞系或原代培养的CD4+T细胞中表达增强HIV-1的复制。.②.阐明Tollip对HIV-1潜伏/持续感染的调控作用：Tollip在HIV潜伏感染 CD4+ T细胞中高表达；干涉Tollip在HIV潜伏感染的Jurkat T细胞克隆和TCM HIV-1潜伏感染细胞中的表达，活化HIV前病毒的基因表达、增强潜伏感染的激活，证明Tollip对HIV前病毒DNA转录的抑制和对潜伏感染的维持作用；进一步发现，Tollip通过阻断NF-κB通路，抑制HIV-1 LTR驱动的转录，调控了HIV的复制和病毒的潜伏/持续性感染。.③.在本项目的资助下，我们进一步证实宿主细胞对HIV感染和潜伏的多重调控作用，拓展发现多种对HIV感染和潜伏调控的关键宿主因子：Naf1通过调控NF-κB通路，调控HIV潜伏，且Naf1与其它宿主因子相互作用调控HIV调控HIV未剪切gag mRNA的出核；SUN2 通过调节 HIV 启动子区域异染色质结构维持 HIV 潜伏；芳香烃受体AHR信号通路调控HIV潜伏；长链非编码RNA MALAT1调控HIV复制和潜伏; 核内不均一核糖核蛋白(hnRNP) SAFB1 通过抑制 RNA 聚合酶 II 的磷酸化并抑制其与 HIV LTR 的结合，从而抑制 HIV-1 的转录，维持 HIV 潜伏；揭示树突状细胞在调控HIV潜伏再激活中的关键作用；揭示HIV破坏血-眼屏障、入侵并建立潜伏的分子机制。