ВИЧ

Nature Communications, том 14, номер статьи: 4588 (2023) Цитировать эту статью

2559 Доступов

617 Альтметрика

Подробности о метриках

Механизм проникновения в ядро ​​вируса иммунодефицита человека 1 (ВИЧ-1), необходимого для продуктивной инфекции, до конца не изучен. Здесь мы сообщаем, что в клетках HeLa и активированных CD4+ Т-клетках, инфицированных ВИЧ-1, псевдотипированных VSV-G и нативным белком Env, соответственно, поздние эндосомы Rab7+, содержащие эндоцитозированный ВИЧ-1, способствуют образованию инвагинаций ядерной оболочки (NEI) с помощью молекулярный механизм с участием комплекса VOR, состоящего из белка внешней ядерной мембраны VAP-A, гиперфосфорилированного ORP3 и Rab7. Замалчивание VAP-A или ORP3 и лекарственное нарушение связывания Rab7 с ORP3-VAP-A ингибировали ядерный перенос компонентов ВИЧ-1 и продуктивную инфекцию. В ВИЧ-1-резистентных покоящихся CD4+ Т-клетках ORP3 не гиперфосфорилировался, и ни VOR-комплекс, ни NEI не образовывались. Этот новый клеточный путь и его молекулярные игроки являются потенциальными терапевтическими мишенями, которые, возможно, являются общими для других вирусов, которым для завершения своего жизненного цикла требуется проникновение в ядро.

Хотя современные методы лечения сделали синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД), вызванный ВИЧ-1, управляемым хроническим заболеванием, он остается глобальным приоритетом здравоохранения. Недоступность лекарства и развитие лекарственной устойчивости указывают на то, что для разработки более эффективных терапевтических стратегий необходимо глубокое понимание всех этапов жизненного цикла ВИЧ-1. Ранняя фаза жизненного цикла ретровирусов требует проникновения в клетку и доступа к ядерному компартменту для интеграции вирусных компонентов в ДНК хозяина. В то время как ранние исследования подтверждали рН-независимое проникновение ВИЧ-1 в клетку путем прямого слияния с плазматической мембраной1,2,3, накапливающиеся данные указывают на слияние вирусов с эндосомальными мембранами при клеточном поглощении4,5,6,7,8. Например, псевдотипирование ВИЧ-1 с помощью белка G вируса везикулярного стоматита (VSV-G) нацелено на проникновение ВИЧ-1 в эндоцитарный путь9,10. Применяя трансдоминантно-негативные мутанты динамина и Eps15, было обнаружено, что динамин-зависимый клатрин-опосредованный эндоцитоз может приводить к продуктивному проникновению ВИЧ-1 в CD4+ клетки HeLa11. Хотя проникновение ВИЧ-1 в клетку путем эндоцитоза рассматривалось и/или рассматривалось как тупиковый путь, ведущий к деградации вирусных компонентов в лизосомальном компартменте12,13 (см. ссылку 14), тем не менее, он может диктовать путь через которого достигает большой преинтеграционный нуклеопротеиновый комплекс (PIC) и попадает в ядро. Действительно, последующие пространственно-временные внутриклеточные этапы, которые могут зависеть от типа клеток, неясны или обсуждаются для ВИЧ-1 и других вирусов с оболочкой, которые реплицируются в ядре15,16,17,18. Снятие покрытия с вирусного капсида и ядерный импорт вирусного генома имеют решающее значение для продуктивной инфекции19. Факторы-хозяева потенциально участвуют в проникновении PIC в ядро, включая импортины20,21 и компоненты комплексов ядерных пор (NPC)22,23,24,25,26,27. Недавно сообщалось о транспорте интактных конусообразных капсидов ВИЧ-1 через NPC28,29 и снятии оболочки с NPC30,31 или внутри ядра32,33. Поскольку ингибирование ядерного импорта ВИЧ-1 может блокировать продуктивную инфекцию, этот этап жизненного цикла вируса ВИЧ является потенциальной мишенью для лекарств.

Недавно мы описали новый внутриклеточный путь, с помощью которого белки и нуклеиновые кислоты из эндоцитированных внеклеточных мембранных везикул (EV) достигают ядерного компартмента и изменяют профиль экспрессии генов или судьбу клеток34,35. Вход эндоцитированных ЭВ в нуклеоплазматический ретикулум (NR), особенно при инвагинациях ядерной оболочки типа II (NEIs)36, и последующий ядерный перенос груза ЭВ через NPCs требуют стыковки поздних эндосом с внешней ядерной мембраной (ONM)34. Стыковка опосредована белковым комплексом VOR, состоящим из ONM-локализованного мембранного белка, ассоциированного с везикулами (VAMP), связанного с мембранным белком A (VAP-A), цитоплазматического оксистеринсвязывающего белка (OSBP), родственного белка-3 (ORP3), и малая ГТФаза Rab737, ассоциированная с поздними эндосомами. Этот путь может быть перехвачен одобренным FDA противогрибковым препаратом итраконазолом (ICZ)38, который действует на ORP3, члена семейства OSBP. ORP3 участвует в обмене липидов, особенно стеринов, обнаруженных в зонах контакта мембран между органеллами39,40,41. Гомология между экзосомными путями и вирусным циклом, постулированная гипотезой троянских экзосом42,43,44, побудила нас исследовать, применим ли путь проникновения в ядро ​​EV к вирусам, которым для своего жизненного цикла требуется ядерный доступ. Здесь мы показываем, что ВИЧ-1, псевдотипированный с помощью VSV-G или нативного Env, использует тот же путь, что и ЭВ, после интернализации в клетки HeLa или первичные CD4+ Т-клетки для доставки своего содержимого в ядро ​​клеток-хозяев, и этот процесс можно перехватить химическими методами. наркотики.