HIV潜伏感染人源化小鼠模型的建立及在潜伏激活剂功能评价中的应用

HIV latency is a main obstacle for eradication. The study of HIV latency, viral pathogenesis and the development of cure strategies lack a suitable animal model. Although the current humanized mice model has been applied in the above-mentioned fields, there are still shortcomings such as the inability to reconstruct the human immune system. B-NSG is commercial mice, has the severest immunodeficiency, and is currently recognized as the most suitable for transplantation of human cells or tissues. The transplantation of human stem cells to the mice can successfully reconstruct a variety of cells of the human immune system, which has been widely used in the fields of infection and immunity. In our preliminary data, we have transplanted human PBMCs to the mice for successful humanization. So based on these experiences, this project intends to use the B-NSG mice, transplanted with human umbilical cord blood CD34+ cells to construct humanized mice; after challenge with HIV, viral acute infection will be blocked with injection of antiretroviral first-line drugs, and a novel B-NSG/HIV latent infection model is acquired; the mice model is further used to preliminarily evaluate the HIV latency reverse agents that have been identified in this laboratory by using cell-based systems. The humanized B-NSG/HIV latency mice model can be used not only to evaluate HIV cure strategies, but also to provide an effective tool for the mechanistic study of HIV latency and pathogenesis.

HIV潜伏是当前实现根治的主要难点。HIV潜伏和致病机制研究、治疗手段的开发缺乏合适的动物模型。当前人源化小鼠模型虽然在上述领域中开展应用，但仍存在不足之处如不能系统地重构人免疫系统等。B-NSG是目前公认的免疫缺陷程度最高、最适合人源细胞或组织移植的商业化工具小鼠。人造血干细胞移植该小鼠，可成功重建人免疫系统，在感染和免疫等领域有较广泛的应用。前期曾移植人外周血PBMC至该小鼠，成功构建人源化。在此基础上，本课题拟利用B-NSG小鼠，移植人脐带血CD34+细胞, 构建人源化小鼠; 随后感染HIV病毒株，并利用抗逆转录病毒一线药抑制HIV复制，建立新型人源化B-NSG/HIV潜伏感染模型;并初步利用该模型评价前期在细胞水平筛选的HIV潜伏激活剂。该模型的建立不但可用于评价根治策略，还可为研究HIV潜伏和致病机制提供有效的工具。

HIV感染后在体内建立潜伏，不能高效抗逆转录病毒治疗清除，这是当前实现HIV/AIDS根治的主要难点之一。“激活-杀灭”模式是当前正在发展、力求实现HIV“功能治愈”的重要手段之一。但该手段缺乏高效的潜伏激活剂，并缺乏合适的HIV潜伏动物模型以用于策略的评价。本项目研究内容是利用B-NSG免疫缺陷小鼠，移植人脐带血CD34+细胞, 构建人源化小鼠；腹腔感染HIV，并感染后注射抗逆转录病毒一线药抑制HIV的复制，建立新型人源化B-NSG/HIV潜伏小鼠模型；并利用该模型评价前期在细胞水平筛选的HIV潜伏激活剂FICZ的有效性。项目取得成果如下：利用B-NSG免疫缺陷小鼠建立了HIV感染的人源化小鼠模型，并建立猴免疫缺陷病毒（SIV）潜伏感染的恒河猴模型。在细胞和动物水平评价了HIV潜伏激活剂，在细胞水平发现小分子化合物FICZ可激活潜伏的HIV, 并利用恒河猴模型深入评价了更高效低毒的小分子化合物6-BIO对潜伏HIV的激活效果，阐述了6-BIO激活潜伏HIV的分子机制，提示6-BIO可作为高效的HIV潜伏激活剂，联合ART或细胞免疫治疗, 适用于“激活-杀灭”策略用于HIV潜伏根治。揭示国产原创1.1类抗HIV新药阿兹夫定的双靶点及长效性机制，为该药上市用于长效治疗提供实验支撑。阐述HIV潜伏维持到重激活的宿主动态调控机制，鉴定起关键调控作用的宿主因子和细胞信号通路，为HIV感染根治提供了潜在的靶点。此外，揭示新冠病毒诱发肺部炎症损伤的细胞免疫学机制，提出抗炎新策略以及抗炎药物和抗病毒药物联用的治疗策略。发表基金署名的研究论文9篇，其中中科院JCR 1区文章7篇和JCR 2区文章2篇。培养博士研究生7名，硕士研究生7名，博士后2名。项目执行期间，获得1个NSFC-面上，2个NSFC-青年基金，1个上海市扬帆计划人才项目，1个中国博士后基金，和1个广州市基础研究计划项目。