不偏オミクス法により HIV に対する in vivo 宿主制限因子を発見

2023年8月7日レポート

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ジャスティン・ジャクソン著、メディカル・エクスプレス

メリーランド州のウォルター・リード陸軍研究所が主導した研究により、HIV-1を標的とする宿主制限因子に関するこれまでの研究結果が確認された。 Science Translational Medicine に掲載された論文「単細胞トランスクリプトミクスにより in vivo での HIV-1 のプロサイモシン α 制限が同定される」の中で、著者らは、治療戦略の探索においてオミックスがどのように相関関係を明らかにできるかを詳しく述べています。

単一細胞トランスクリプトミクスを使用して、HIV-1 感染患者 14 人の細胞内で活性なタンパク質を同定しました。 研究チームは、患者の遺伝子発現と個々の細胞内のウイルスRNA（vRNA）量を相関させることにより、宿主制限因子と呼ばれる抗ウイルスタンパク質の候補リストを絞り込んだ。 これらのタンパク質は体の自然免疫系の一部であり、ウイルスの複製サイクルの特定のステップを認識して妨害し、それによって感染を阻止します。

研究チームはまた、血漿ウイルス量が最も高い参加者の配列決定と比較し、vRNA転写がプロサイモシンαα（ProTα）をコードする遺伝子PTMAの発現と逆相関していることを明らかにした。

この関連性は、最初の研究以外の 28 人の追加参加者でも検証されました。 インビトロでのプロサイモシンαの過剰発現により、この細胞因子が HIV-1 転写と感染性ウイルスの産生を阻害することが確認されました。

研究者らは、個々の免疫細胞内の HIV-1 RNA (vRNA) が特定の臨床測定値と相関していることを発見しました。 研究者らは、単一細胞分析を使用して、急性HIV感染症（AHI）および抗レトロウイルス療法（ART）の段階で参加者からvRNAを持つ細胞を特定しました。

vRNA+ 細胞は主に CD4+ T 細胞サブセット内で見つかりました。 相関分析により、vRNA+ CD4+ T 細胞の頻度が、総細胞関連 HIV-1 DNA や血漿ウイルス量などの測定値と正の相関があることが明らかになりました。 これは、これらの細胞における vRNA の存在が生物学的に重要であり、HIV-1 の臨床パラメータに関連していることを示唆しています。

この方法の確認として、強調された ProTα HIV-1 制限は、ニューヨーク州マウントサイナイ医科大学の研究者によって 17 年前に以前に発見され、論文「ヒトの強力な阻害剤としてのプロサイモシン アルファの新規機能」で説明されています。 「初代マクロファージにおける免疫不全ウイルス 1 型遺伝子発現」、Journal of Virology に掲載。

以前の研究では、検出可能な量の ProTα mRNA の減少に関連するヒト T 細胞の HIV-1 感染も観察されました。 マウント・サイナイの研究では、ProTα活性が初代マクロファージのHIV-1複製を用量依存的に有意に抑制するが、CD4+ T細胞のHIV-1にはほとんど影響を及ぼさないことが判明した。