生物醫學科研之家 - 科學家最新揭示:白血病病毒體內融合和傳播中的關鍵信號通路－鑽石舞台

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導讀

小鼠白血病病毒(MLV)呈遞細胞在淋巴組織感染期間與靶細胞形成穩定的細胞間接觸，表明細胞-細胞接觸在逆轉錄病毒傳播中的作用。目前尚不清楚逆轉錄病毒在體內傳播是否需要宿主細胞黏附蛋白。在此，作者證明淋巴細胞功能相關抗原-1(LFA1)及其配體細胞間粘附分子-1(ICAM1)在白細胞間MLV細胞接觸依賴性傳播中起重要作用。對LFA1和ICAM1缺陷小鼠的感染實驗表明，MLV在淋巴結內傳播存在缺陷。原代白細胞的共培養揭示了供體細胞對ICAM1和靶細胞對LFA1的特殊要求，以便通過反式和順式感染進行細胞接觸依賴的傳播。重要的是，過繼轉移實驗與新建立的MLV融合試驗相結合，證實了定向的LFA1-ICAM1相互作用對於逆轉錄病毒在體內的融合和傳播是重要的。綜上所述，作者的數據提供了關於逆轉錄病毒如何利用宿主蛋白和細胞間相互作用的生物學進行傳播的見解。

論文ID

題目：LFA1 and ICAM1 are critical for fusion and spread of murine leukemia virus in vivo

譯名：LFA1和ICAM1在小鼠白血病病毒體內融合和傳播中的關鍵作用

期刊：Cell Reports

IF：9.423

發表時間：2021.1.18

通訊作者單位:德國慕尼黑國家反轉錄病毒參考中心病毒學基因中心

DOI號：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110279

主要內容

在MLV和HIV感染的淋巴組織中可以看到穩定的細胞-細胞接觸，這表明逆轉錄病毒呈遞細胞通過VSS在局部傳播感染。接觸者是逆轉錄病毒誘導的和/或穩定的，因為在感染缺乏Env糖蛋白或受體結合能力降低的變異型逆轉錄病毒後，接觸者減少。然而，由於非傳染性逆轉錄病毒突變體的使用，觀察到的細胞間接觸促進感染傳播的功能聯繫是困難的。在這裡，作者使用了一種不同的方法，在WT逆轉錄病毒感染的情況下，通過去除宿主細胞粘附蛋白，已知的宿主細胞粘附蛋白介導白細胞之間的細胞接觸。用WT MLV感染LFA1和ICAM1缺陷小鼠的實驗清楚地證明了細胞粘附在MLV在體內局部傳播中的作用。在WT小鼠中，MLV感染在3天內擴散了4.8倍，即估計每天加倍時間為1.69。在沒有LFA1或ICAM1的情況下，作者觀察到MLV擴散顯著減少(因子2)，分別對應於每天1.24和1.28倍的倍增時間。綜上所述，這些數據表明細胞粘附蛋白LFA1和ICAM1是MLV在體內有效傳播的關鍵宿主因子，從而支持細胞接觸驅動逆轉錄病毒感染的概念。對逆轉錄病毒傳播的模擬進一步加強了依賴細胞接觸的傳播的相關性。

LFA1和ICAM1支持MLV在體內的局部傳播

LFA1和ICAM1是免疫系統的重要組成部分，它們的一些固有特性被描述為與體外逆轉錄病毒感染有關。最初觀察到，LFA1和ICAM1聚集在呈現逆轉錄病毒的白細胞與未感染的靶細胞的接觸部位，表明它們在體外對逆轉錄病毒的傳播起作用。封閉抗體證明了整合素在HIV傳播中的作用，儘管報道了相互矛盾的結果。使用缺乏LFA1的突變細胞株或ICAM1表達沉默的替代方法證實了它們對艾滋病毒細胞間傳播的貢獻。此外，使用免疫缺陷患者的原代細胞與無功能的LFA1進行體外共培養支持LFA1對HIV傳播的貢獻。然而，LFA1和ICAM1在HIV體內傳播中的作用仍然難以捉摸。

原代細胞體外共培養支持MLV在反式和順式感染過程中的細胞接觸依賴性傳播

作者還建立了與相關原代細胞類型的體外共培養，以擴大我們對LFA1和ICAM1在細胞接觸依賴性逆轉錄病毒傳播中的了解。利用從WT和KO小鼠分離的原代細胞，作者可以證明LFA1-ICAM1相互作用的極性與MLV的傳播有關。ICAM1在MLV呈遞的供體細胞中起關鍵作用，而LFA1在反式順式感染過程中對靶細胞起重要作用。

作者進一步證實了這兩種細胞粘附蛋白對逆轉錄病毒在體內的傳播有顯著的促進作用。逆轉錄病毒在淋巴組織中傳播的模型證實，靶細胞上的LFA1是MLV反式和順式感染淋巴細胞亞群的關鍵。逆轉錄病毒從MLV感染的FoxP3+T細胞通過順式感染傳播也需要供體細胞表達ICAM1，證實了LFA1-ICAM1相互作用的極性。有趣的是，在PLNS的反式感染過程中，供體巨噬細胞上ICAM1的表達不是必需的，這表明其他LFA1配體可以促進MLV在體內的反式感染。雖然體外與腹腔來源的巨噬細胞共培養表明ICAM2不促進MLV的反式感染，但另一種機制可能彌補體內ICAM1的缺失。含有整合素結合基序的淋巴或血清蛋白可能識別MLV顆粒，並作為橋樑因子在體內介導細胞與細胞的接觸，如最近在逆轉錄病毒感染期間對糖蛋白MFG-E8所描述的那樣。

LFA1和ICAM1支持MLV在體內外的細胞接觸傳播

MLV需要在有絲分裂過程中破壞核膜，將其前病毒DNA整合到宿主基因組中，強調細胞激活在MLV感染淋巴細胞中的作用。因此，黏附蛋白介導的信號轉導可能通過激活誘導的增殖增加靶細胞的易感性。LFA1在ICAM1結合後傳遞共刺激信號，支持靜止的CD4+T細胞的激活。此外，病毒蛋白可能通過與細胞黏附蛋白相互作用來支持細胞活化和感染。HIV gp120可以通過與整合素a4b7相互作用在CD4+T細胞中傳遞共刺激信號。一項磷酸化蛋白質組學分析顯示，在hiv-1傳播過程中，有200多種宿主細胞蛋白受到操縱。不幸的是，黏附分子對信號轉導的作用還不能被剖析。

總結

在這項研究中，作者證明粘附蛋白ICAM1和LFA1支持MLV在感染小鼠的PLN中的細胞接觸傳播，這可能不反映它們在感染過程中在其他淋巴或粘膜組織中的貢獻。此外，作者還為ICAM1在體內供體細胞和LFA1在靶細胞上的順式感染作用提供了證據。然而，在轉基因感染過程中，供體細胞不需要ICAM1。由於技術上的限制，作者無法確定PLN被膜下竇(SCS)底巨噬細胞表達的替代LFA1配體。此外，其他感染組織的巨噬細胞群體是否支持獨立於ICAM1的轉染性感染仍有待確定。

原文鏈接

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110279