艾滋病是由人类免疫缺陷病毒（HIV）引起的危害性极大的传染病。HIV病毒可攻击并严重破坏人体免疫系统，因此艾滋病患者常因免疫能力不足而发生二次感染或罹患肿瘤，从而导致了艾滋病患者的极高死亡率。抗逆转录病毒疗法（ART）的不断进步大大改善了患者预后，并延长了寿命，但也会出现耐药等一系列严重的副作用。
近日，贝克曼研究所基因治疗中心的研究团队在《Nature Communications》上发表了题为“Exosome-mediated stable epigenetic repression of HIV-1”的文章，该研究开发出了一种靶向HIV-1启动子的锌指蛋白（ZFP-362），该蛋白与DNA甲基转移酶 3A的活性结构域融合，可诱导长期稳定的HIV-1表观遗传抑制。通过外泌体递送这种抑制性蛋白的mRNA，可在体内抑制小鼠骨髓、脾脏和大脑中的HIV水平，并阻止其复制。
为了实现对HIV-1的稳定转录抑制，研究团队开发了一种表达重组融合蛋白ZFP 362b-DNMT3A（ZD3A）的载体，可借助嵌入的核定位信号定位到细胞核。长期感染HIV-1的Jurkat细胞（CHI-Ju）在转染了ZD3A后HIV-1转录物表达显著降低，并且一直被稳定抑制。
研究团队进一步构建了几个具有各种阻遏结构域的ZFP362融合构建体：与PWWP、ADD和甲基转移酶的活性域融合成为的 ZPAMt ，以及与KRAB和甲基转移酶结构域融合的ZKMt，两者均有效地抑制了病毒表达。
为了确定观察到的沉默的作用机制，研究团队用ZPAMt和ZKMt转染细胞并行免疫沉淀，证实了ZFP-362与HIV-1启动子的结合。在转染的CHI-Ju细胞中，研究团队观察到Gag RNA的有效抑制，并检测到相对于对照增加HIV-1 LTR区域CpG甲基化的靶向富集，证实观察到的抑制是ZPAMt和ZKMt将DNA甲基化定向到HIV-1 LTR的结果。
为了确定ZPAMt的抗病毒功效，研究团队将HIV-1感染的外周血单个核细胞植入到人源化免疫缺陷小鼠，然后对其进行两周的cART治疗以及ZPAMt注射。结果显示，ZPAMt显著稳定抑制了HIV-1表达，且没有产生任何长期毒性。
综上，该研究表明通过外泌体递送重组ZPAMt可以靶向HIV-1，并使其表观遗传沉默，并在病毒感染的细胞中诱导抑制表型，为外泌体介导的治疗性药物系统递送平台以表观遗传方式抑制HIV-1感染铺平了道路。
[1] Surya Shrivastava, et al. Exosome-mediated stable epigenetic repression of HIV-1. Nature Communications. 2021. Doi：10.1038/s41467-021-25839-2.
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Nat. Commun. | 外泌体递送mRNA，实现对艾滋病病毒的稳定抑制
发布时间：2021-09-26 13:46 文章来源：未知 作者：百替生物
艾滋病是由人类免疫缺陷病毒（HIV）引起的危害性极大的传染病。HIV病毒可攻击并严重破坏人体免疫系统，因此艾滋病患者常因免疫能力不足而发生二次感染或罹患肿瘤，从而导致了艾滋病患者的极高死亡率。抗逆转录病毒疗法（ART）的不断进步大大改善了患者预后，并延长了寿命，但也会出现耐药等一系列严重的副作用。
近日，贝克曼研究所基因治疗中心的研究团队在《Nature Communications》上发表了题为“Exosome-mediated stable epigenetic repression of HIV-1”的文章，该研究开发出了一种靶向HIV-1启动子的锌指蛋白（ZFP-362），该蛋白与DNA甲基转移酶 3A的活性结构域融合，可诱导长期稳定的HIV-1表观遗传抑制。通过外泌体递送这种抑制性蛋白的mRNA，可在体内抑制小鼠骨髓、脾脏和大脑中的HIV水平，并阻止其复制。
为了实现对HIV-1的稳定转录抑制，研究团队开发了一种表达重组融合蛋白ZFP 362b-DNMT3A（ZD3A）的载体，可借助嵌入的核定位信号定位到细胞核。长期感染HIV-1的Jurkat细胞（CHI-Ju）在转染了ZD3A后HIV-1转录物表达显著降低，并且一直被稳定抑制。
研究团队进一步构建了几个具有各种阻遏结构域的ZFP362融合构建体：与PWWP、ADD和甲基转移酶的活性域融合成为的 ZPAMt ，以及与KRAB和甲基转移酶结构域融合的ZKMt，两者均有效地抑制了病毒表达。
为了确定观察到的沉默的作用机制，研究团队用ZPAMt和ZKMt转染细胞并行免疫沉淀，证实了ZFP-362与HIV-1启动子的结合。在转染的CHI-Ju细胞中，研究团队观察到Gag RNA的有效抑制，并检测到相对于对照增加HIV-1 LTR区域CpG甲基化的靶向富集，证实观察到的抑制是ZPAMt和ZKMt将DNA甲基化定向到HIV-1 LTR的结果。
为了确定ZPAMt的抗病毒功效，研究团队将HIV-1感染的外周血单个核细胞植入到人源化免疫缺陷小鼠，然后对其进行两周的cART治疗以及ZPAMt注射。结果显示，ZPAMt显著稳定抑制了HIV-1表达，且没有产生任何长期毒性。
综上，该研究表明通过外泌体递送重组ZPAMt可以靶向HIV-1，并使其表观遗传沉默，并在病毒感染的细胞中诱导抑制表型，为外泌体介导的治疗性药物系统递送平台以表观遗传方式抑制HIV-1感染铺平了道路。
[1] Surya Shrivastava, et al. Exosome-mediated stable epigenetic repression of HIV-1. Nature Communications. 2021. Doi：10.1038/s41467-021-25839-2.