《Cell | CARD8 炎症小体指示HIV/SIV 的发病机制和疾病进展》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-03-13
  • 2024年2月29日,美国圣路易斯华盛顿大学(WUSTL)单梁教授课题组在Cell上发表了题为The CARD8 inflammasome dictates HIV/SIV pathogenesis and disease progression的文章,揭示了CARD8炎症小体在HIV感染中的关键作用。

    HIV蛋白酶通过切割CARD8蛋白的N端而释放具有功能活性C端的UPA-CARD domain,从而激活caspase 1和细胞焦亡。该研究探索了不同灵长类动物的CARD8炎症小体功能。通过基因组序列分析,他们发现CARD8存在于绝大多数脊椎动物中,并且功能区UPA-CARD domain的蛋白质序列高度保守。令人惊讶的是,非洲灵长类动物CARD8的CARD domain含有功能缺失突变,并且不同种类的非洲猴CARD8携带的突变各不相同。比如非洲乌白眉猴CARD8的CARD domain含移码突变,而非洲绿猴的CARD domain几乎完全丢失。

    当来源于致病性宿主的CD4+ T淋巴细胞暴露于HIV/SIV时,病毒颗粒中的蛋白水解酶可被迅速导入胞内,导致CARD8炎症小体活化和细胞焦亡。整个过程只需不超过六个小时,而且细胞并不需要被病毒感染,这也解释了为什么临床上观察到死亡的CD4+ T淋巴细胞中不含有病毒的核酸或蛋白。不同于致病性宿主, 当来源于天然宿主的CD4 T淋巴细胞暴露于SIV病毒颗粒中时,CARD8炎症小体的功能缺失避免了细胞焦亡的发生。

    为了寻找体内证据, 作者们把CARD8基因敲除的人类造血干细胞移植到免疫缺陷小鼠体内,建立了CARD8缺失的人源化免疫系统。和对照组相比,CARD8缺失的人源化小鼠在感染后具有更高的HIV滴度,然而CD4+ T淋巴细胞的丢失显著减慢,CARD8缺失小鼠各个器官里的CD4+ T淋巴细胞数量都显著高于对照组,进一步证实了CARD8炎症小体是造成HIV感染患者体内CD4+ T淋巴细胞丢失的主要原因。

    可以说,人类的免疫应答加速且加深了HIV的致病性,而SIV的天然宿主经过长期进化,筛选得到了对SIV产生免疫耐受的基因突变。这项研究不仅给40多年来围绕着艾滋病发病机理的谜团提供了最有力的解释,也为如何更好的保护或恢复患者体内的CD4+ T淋巴细胞提供了方向。虽然针对HIV的鸡尾酒疗法已经被证明可以高效阻断病毒复制,但是相当一部分患者的CD4+ T淋巴细胞在治疗后仍然无法恢复到正常水平。在鸡尾酒疗法的基础上辅以拮抗CARD8功能的药物可能会是一种有助于免疫系统功能重建的新型策略。

相关报告
  • 《Nature | 大脑感知、激活和抑制全身炎症的机制》

    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-05-06
    • 2024年5月1日,哥伦比亚大学Charles S. Zuker、Hao Jin共同通讯在Nature发表题为A body–brain circuit that regulates body inflammatory responses的文章,揭示了一种有效调控炎症反应的体-脑回路。 研究人员证明,外周免疫损伤,如脂多糖(LPS)给药,可以有效激活脑干内孤束尾核(caudal nucleus of the solitary tract, cNST)的神经元。值得注意的是,沉默这些LPS激活的cNST神经元会导致不受控制的炎症反应加剧,其特征是促炎细胞因子的急剧增加和抗炎介质的减少。相反,激活这些神经元可以抑制炎症,降低促炎细胞因子水平,同时增强抗炎反应。 通过单细胞RNA测序和功能成像实验,作者确定了表达多巴胺β羟化酶(dopamine beta-hydroxylase, DBH)的特定群体的cNST神经元是该免疫调节回路中的关键参与者。这些DBH+神经元的清除或激活分别再现了失调或抑制的炎症反应,突出了它们在维持免疫稳态中的关键作用。但是,大脑是如何感知和应对周围炎症的呢?作者证明了迷走神经感觉神经元的不同群体对促炎和抗炎细胞因子有选择性的反应,并将这些信息传递给cNST DBH+神经元。具体而言,TRPA1+迷走神经神经元对抗炎细胞因子IL-10有反应,而CALCA+神经元被促炎信号激活。值得注意的是,激活这些迷走神经群体模拟了直接调节cNST DBH+神经元的效果,强调了它们在神经免疫回路中的功能整合。 这一发现的治疗潜力是惊人的。在溃疡性结肠炎模型中,激活TRPA1+迷走神经神经元或cNST-DBH+神经元保护小鼠免受致命的LPS诱导的内毒素血症的影响,并改善疾病的严重程度。相反,这种回路的持续激活削弱了宿主清除细菌感染的能力,凸显了最佳免疫功能所需的微妙平衡。 这项开创性的工作揭示了一种以前未被重视的监测和调节炎症反应的体脑回路。通过确定关键的神经元参与者及其功能作用,作者为理解大脑如何调节免疫提供了一个框架,并为从自身免疫疾病到细胞因子风暴和感染性休克等一系列免疫疾病的治疗干预提供了令人兴奋的新途径。这一神经免疫轴的发现为我们理解神经系统和免疫系统之间复杂的相互作用开辟了一个新的前沿,为进一步探索免疫调节的神经回路及其开发新的免疫调节疗法的潜力铺平了道路。
  • 《 Science | BTNL蛋白保守的γδ T细胞选择限制了人类炎症性肠病的进展》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-09-26
    • 2023年9月15日,英国伦敦大学的研究人员在Science杂志上发表题为“Conserved γδ T cell selection by BTNL proteins limits progression of human inflammatory bowel disease”的文章。小鼠上皮内γδ T细胞包括不同的组织保护细胞,由上皮嗜丁酸蛋白样(BTNL)异构体选择。为了确定这种生物学是否在人类中保守,研究组对人结肠γδ T细胞区室进行了表征,确定了一个包括共表达T细胞受体Vγ4和上皮结合整合素CD103的表型不同亚群的多样性库。该亚群在炎症性肠病中不成比例地减少和失调,而治疗中CD103+γδ T细胞恢复与炎症性肠病的持续缓解相关。 此外,具有种系BTNL3/BTNL8亚型的人也表现出CD103+Vγ4+细胞失调和缺失,研究组确定这是穿透性克罗恩病(CD)的一个危险因素。因此,BTNL依赖性的选择和/或维持不同的组织内在γδ T细胞似乎是一个进化上保守的轴,限制了全球发病率不断上升的复杂、多因素、组织损伤疾病的进展。 本文内容转载自“ 科学网”微信公众号。 原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/6Mxdy0j0ihaq0TRIf8-07Q