病毒和宿主细胞启动子新认识有望开发出新的HIV治愈策略

启动子是基因的一个重要的组成部分，控制着基因表达（转录）的起始时间和表达的程度。在一项新的研究中，来自美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员首次证实病毒和宿主在它们的启动子上都具有高度类似的调节序列。相关研究结果于2017年5月2日在线发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“Similarity in viral and host promoters couples viral reactivation with host cell migration”。

论文通信作者、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校生物工程助理教授Roy Dar解释道，“迄今为止，病毒-宿主网络包括在基因表达的后期阶段，病毒与它们的宿主之间存在的蛋白和mRNA相互作用。”

在抗逆转录病毒疗法停用后，HIV能够自发性地重新激活。一直以来，不能够鉴定潜伏的或休眠的HIV感染细胞库是治愈HIV感染的一个重大障碍。根除HIV的主要策略试图激活这整个潜伏的细胞库，然后利用当前的药物混合物清除它。这一方法被称作“激活并杀死（shock and kill）”疗法。

Dar补充道，“在我们的DNA中的基因启动子和HIV-1病毒启动子（启动这种病毒活跃地增殖）在它们的调节上紧密地偶联在一起，这会导致它们的基因共表达。这是一种潜在的病毒适应优势。在这项研究中，我们研究了一种特定的与HIV偶联在一起的T细胞迁移通路，从而获得新的治疗上的认识。”

在系统生物学领域和合成生物学领域，Dar及其团队的发现揭示出病毒与它们的宿主中的编码基因共同进化的一种新的调节方法。

论文第一作者、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校博士后研究员Kathrin Bohn-Wippert说道，“这项研究也揭示出一种同步启动合成基因通路中的基因表达的机制。特别地，在这个病毒-宿主基因偶联框架中，我们发现HIV病毒启动子和人CXCR4基因启动子受到共同调节，而且也是共同表达的。CXCR4是一种趋化因子受体，参与我们人体中的一种主要的迁移通路。”

她说，“我们首次证实HIV与CXCR4基因共同表达以便控制被感染细胞迁移及其在HIV的‘激活并杀死’策略中的重要性。我们也证实药物治疗如何能够差异性地控制被感染细胞迁移和/或让这种病毒从它的潜伏性的和不活跃的状态中重新激活。”

Dar评论道，“对HIV治愈研究领域而言，我们希望这项研究将会让人们意识到治愈HIV所面临的更多挑战。我们希望这项研究将会对利用病毒-宿主关系和病毒对细胞迁移的控制开发先进的治疗策略提供新的见解。”