淋病球菌促进HIV感染与传播的生物机制

Gonorrhea is one of the most frequently reported sexually transmitted diseases (STDs), with approximately 78 million new cases globally each year. Neisseria gonorrhoeae (gonococci, GC or Ng), a bacterial pathogen, is the cause for gonorrhea. Gonorrhea patients have an enhanced HIV load in their genital tracts during a co-infection. In fact, clinical observations have also established that co-infection with many STDs enhances the HIV load and transmission. However, the defined biological mechanisms of how STDs increase susceptibility to HIV infection remain to be determined.Recently, we observed the phenomena, which suggest the possible biological mechanisms; Infection of one type of human host cells, dendritic cells (DCs), with GC led to a dramatic increase of HIV-1 infection including HIV entry to and duplication in our human host cells.Based on these observations, we have designed three specific aims to investigate the biological mechanisms of how this bacterium facilitates HIV infection in humans during a co-infection. The knowledge obtained from this study will help us to understand why we need to aggressively treat STDs in AIDS patients or possibly to prevent HIV infection at first place.

性传播疾病（性病）能够协助人HIV感染和传播。淋病奈瑟球菌（淋球菌）是引起性病之一淋病的细菌病原体。然而，在共同感染的病人中淋病能强HIV感染与传播，但其生物机制仍有待确定。我们近期研究结果提示淋球菌有可能通过Toll样受体（TLRs）和DC-SIGN（CD209）激活上人体树突状细胞 （DCs），诱导DCs细胞内HIV病毒量明显增加。因此，我们设计了三个具体的研究目标来明确淋病球菌促进HIV感染与传播的生物机制：1.淋球菌促进宿主细胞上HIV受体的表达增加， 导致HIV易侵入宿主细胞增加；2.淋球菌激活TLRs，致HIV在细胞内增加复制；3.淋球菌利用DC-SIGN受体和DCs，提高HIV传播到T细胞的机率。总之，本项目的目标是确定淋球菌是否能促进艾滋病感染的生物机制。完成本项目的研究将为新的疫苗研制或治疗提供依据，还可以帮助提高全民认识，为防止艾滋病的扩散奠定理论基础。

引起性传播疾病淋病的淋病奈瑟球菌的感染能够促进人免疫缺陷病毒HIV的感染和传播。但淋病球菌增强HIV 感染与传播的生物机制未明。我们对如下三个研究内容进行了研究：1.淋球菌促进宿主细胞上HIV 受体的表达增加，导致HIV 侵入宿主细胞增加；2.淋球菌激活TLRs，致HIV在细胞内复制增加；3.淋球菌利用DC-SIGN 受体和DCs，提高HIV传播到T细胞的机率。项目取得的重要结果包括：首先确定了GC 可以通过DCs 增加HIV 进入，GC 处理的不同DCs 成熟阶段HIV 进入量不同，GC 感染增强了针对HIV 和成熟受体的表达；HIV 进入量的增加是由GC 引起的，而不是单纯的自我复制。淋球菌感染人树突状细胞后可以活化人树突状细胞, 导致HIV对人树突状细胞感染的增加。用淋球菌组分包括细菌脂蛋白，孔蛋白，肽聚糖，TLR受体激活剂能够增加人树突状细胞对HIV感染的易感性。其次GC 处理的DCs 中HIV 晚期逆转录增加；体内和体外条件下均证明TLR 参与了此过程，使HIV 复制增加；运用表达HIV基因组的TLR2阳性和TLR2阴性小鼠所分离的脾脏细胞，发现细菌孔蛋白以及经固定的淋病球菌对HIV感染的促进作用依赖于TLR2。最后, GC 感染的DCs 可以增加淋巴细胞HIV 感染；DC-SIGN 在GC 增加HIV 呈递给CD4+ T细胞中起作用；运用人源化人鼠模型在体内条件下观察到GC 感染的DCs 增加淋巴细胞HIV 感染。淋球菌能够与C型凝集素受体DC-SIGN相互作用。本项目完成的科学意义：确定淋球菌促进艾滋病感染的生物机制。淋病球菌的感染可以增强HIV对人树突状细胞的感染，完成本项目的研究将为新的疫苗研制或治疗提供依据。也有助于加深积极治疗HIV 患者对性传播疾病的认识。