人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种攻击人体免疫系统的病毒。如果不治疗，它可能导致自身免疫缺陷综合征（AIDS），亦即俗称的艾滋病。
与其他病毒一样，当一种外来物进入我们的身体时，免疫系统将其识别为“非自我”并启动免疫反应，这种免疫反应由多种细胞、组织和器官组成，共同识别、攻击和消除这种外来物。就HIV病毒而言，它首先通过树突细胞进入体内，其中树突细胞是与外部环境接触的免疫细胞，在我们体内巡逻，寻找病原体，保护我们免受感染。
HIV的捕获和传播
树突细胞负责处理外来的蛋白、分子或颗粒，并将它们呈递给免疫系统中的T细胞，充当信使并启动免疫反应。协助树突细胞识别和结合HIV的一类关键因子是一组区分自我和非自我的膜蛋白。其中一种叫做Siglec-1的膜蛋白在HIV感染的早期阶段---特别是在HIV的捕获和传播方面---起着关键作用。
当HIV进入身体时，它首先遇到粘膜表面并与多种分子结合。然后，表达Siglec-1的树突细胞可以捕获HIV并将它传送给其他细胞，启动免疫反应。但是在这种传送过程中，HIV-1病毒也可以利用树突细胞作为载体来感染称为CD4+T细胞的辅助性T细胞，从而在一种称为反式感染（trans-infection）的过程中进一步扩散感染。这意味着尽管它可以帮助启动免疫反应，但它也可以促进感染。
虽然以前的研究已确定Siglec-1是激活的树突状细胞表面上与HIV-1颗粒的特定分子结合的主要受体，但这种情形如何发生的具体机制仍然未知。了解Siglec-1在对HIV的免疫反应中的作用，对于为HIV/AIDS感染者开发有效的治疗方法至关重要。
研究纳米簇和区室的形成
在一项新的研究中，来自西班牙多个研究机构的研究人员描述了树突细胞中捕获HIV-1病毒的机制，以及Siglec-1在捕获和转运病毒颗粒中发挥的作用。相关研究结果近期发表在eLife期刊上，论文标题为“Actin-regulated Siglec-1 nanoclustering influences HIV-1 capture and virus-containing compartment formation in dendritic cells”。
利用超分辨率显微镜和单颗粒追踪等前沿技术，这些作者能够研究Siglec-1在树突细胞膜上的空间分布及其在感染早期阶段的关键作用。
有趣的是，他们发现，树突细胞的激活导致了Siglec-1纳米簇的形成，这对于加强对诸如HIV之类的颗粒的捕获很有帮助。最重要的是，Siglec-1纳米簇与HIV的结合引发了树突细胞肌动蛋白细胞骨架的大规模和全局性转变，这最终导致了单个袋状区室（sack-like compartment）的形成，而HIV积累在这个袋状区室中。这种病毒区室与HIV扩散和感染T细胞有关，但是在此之前，它形成背后的机制一直是个谜。
此外，这些作者发现，这些Siglec-1纳米簇的分布和流动性受到肌动蛋白聚合的调节，作为一种关键的细胞过程，肌动蛋白聚合在一些生物功能中发挥作用。他们还观察到，这些纳米簇的形成和HIV遭受的限制发生在以RhoA活性为特征的特定细胞膜区域，其中RhoA是一种在肌动蛋白聚合中也起作用的蛋白。
超分辨率显微镜的潜力
超分辨率显微镜和单颗粒追踪方法的使用使得人们能够更好地了解调节病毒和细胞之间相互作用的机制，特别是受体的分布和功能。
论文共同通讯作者、西班牙ICREA研究所教授Maria García-Parajo指出，“眼见为实！大多数病毒都非常小，尺寸在100纳米左右，因此无法用标准的光学显微镜进行观察。更小的是在细胞膜上结合它们的受体。因此，使用超分辨率显微镜和单分子成像方法对于直接观察病毒如何被细胞捕获至关重要，并允许人们追踪它们的命运，直到最终感染免疫细胞。”
论文共同通讯作者、IrsiCaixa艾滋病研究所研究员Javier Martinez-Picado也评论说，“2012年，IrsiCaixa艾滋病研究所发现Siglec-1是一种关键蛋白，在某些免疫细胞表面作为HIV的附着受体发挥作用，促进这种病毒在体内传播。然而，Siglec-1能够在这些特定的细胞中捕获这种病毒的方式一直是个谜。这些新的研究结果有助于我们更准确地描绘出这些细胞捕获HIV的情况，并帮助我们开发新的工具来阻断这一机制。”
尽管Siglec-1在HIV-1感染中的确切作用仍然是一个积极研究的领域，需要进一步研究以充分评估复杂的相互作用及其作为治疗靶标的潜力，但是这些发现为这种病毒和免疫系统之间的复杂相互作用提供了宝贵的新见解。
参考资料：
Enric Gutiérrez-Martínez et al. Actin-regulated Siglec-1 nanoclustering influences HIV-1 capture and virus-containing compartment formation in dendritic cells. eLife, 2023, doi:10.7554/eLife.78836.
