HIV-1 Tat蛋白神经毒作用的研究进展

HIV-1感染者常并发神经系统损伤,患者主要表现为运动功能障碍,认知和行为受损等。研究表明,HIV-1多种蛋白参与上述病理过程,其中Tat蛋白发挥了极为重要的作用。外周Tat蛋白可透过血脑屏障进入脑组织,与脑内感染细胞分泌或释放至胞外的Tat共同作用于NMDAR、mGluR1、多巴胺转运蛋白等,损伤神经系统。该文主要对Tat蛋白的神经毒作用作一综述。     

HIV-1 Tat蛋白在细胞核中的功能

HIV-1 Tat蛋白是HIV-1病毒基因表达的重要调控蛋白,其通过与不同的细胞分子及信号通路相互作用来调控细胞过程。Tat蛋白由感染细胞产生,也可由感染细胞产生后分泌而作用于其他细胞;因此,它既能影响感染细胞,也能影响未感染细胞。Tat蛋白积聚在细胞核中,但根据其表达水平的不同,其可能会定位于核质或核仁,并发挥不同的核效应。该文针对Tat蛋白的结构、核输入机制及细胞核效应的研究进展进行概述。     

HIV-1 Tat蛋白对人类疱疹病毒8型复制的影响

用HindⅢ将HIV-1Tat101蛋白编码基因从pEV质粒中切出,BamHI、NotⅠ将绿色荧光蛋白(GFP)编码基因从表达质粒pcDNA3．1 ／GFP中切出,分别插入到质粒LZRSpBMN-Z中,构建成重组反转录病毒表达质粒LZRS—Tat101和LZRS—GFP。采用磷酸钙转染法将两重组质粒转染到含反转录病毒env,gal和pol编码基因的包装细胞Phoenix(φNX)中,嘌呤霉素筛选获得稳定细胞系。分别收集稳定细胞系分泌的病毒上清,并感染体外培养的原发性渗出性淋巴瘤(PEL)BC2BL-1细胞。收集LZRS—GFP重组病毒感染的BCBL-1细胞进行流式细胞计数,检测GFP表达水平。收集LZRS—Tat101重组病毒感染的BCBL-1细胞,提取蛋白作Western blot,检测Tat蛋白表达状况;取细胞总RNA作Northem blot和定量PCR,检查HHV-8次要衣壳蛋白ORF26 mRNA转录水平。重组LZRS—Tat101病毒进一步感染HL3T1细胞(HeLa细胞包含HIV-1-LTR／CAT报告基因),收集感染细胞提取蛋白,检测CAT活性,评价Tat生物学功能。PCR扩增HHV-8复制和转录激活蛋白Rta启动子区上游序列,并克隆至pGL-3载体中,构建Rta启动子 虫荧光素酶(Luciferase)报告基因重组质粒。此重组质粒进一步电转染预先感染了LZRS—Tat101病毒的BC-3细胞,TPA刺激后收集细胞,检测Luciferase活性。结果显示：①重组反转录病毒感染BCBL-1细胞,一次感染效率达56％;②重组LZRS—Tat101毒能够在其感染的BCBL-1细胞中表达Tat蛋白,且表达蛋白具有转录激活功能;③Tat蛋白不能有效上调HHV-8Rta启动子活性;④细胞内HIV-1Tat蛋白诱导HHV-8可溶性周期复制的能力较弱。提示,单纯HIV-1Tat蛋白并不能激活潜伏感染的HHV-8。     

Tat蛋白及其内化作用

人类免疫缺陷病毒 1型的复制受反式激活蛋白 (ｔｒａｎｓ ａｃｔｉｖａｔｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ ,Ｔａｔ)的调节。Ｔａｔ蛋白是一个小型蛋白 ,其分子大小依ＨＩＶ 1病毒的品系不同而有所差异 ,从 86到1 30个氨基酸残基不等[1] ,它由两个外显子编码。就 1 0 1个氨基酸的Ｔａｔ蛋白而言[2 ] ,第一个外显子编码 1～ 72氨基酸 ,第二个外显子编码 73～ 1 0 1氨基酸。在细胞内 ,Ｔａｔ蛋白对病毒基因的转录有重要作用。ＨＩＶ 1病毒的ｍＲＮＡ 5′端有一段序列叫做反式激活反应区域 (ｔｒａｎｓ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｒｅｇｉ…     

人类免疫缺陷病毒1型Tat参与艾滋病及相关疾病的研究进展

人类免疫缺陷病毒1型感染早期合成的Tat不仅是感染细胞中病毒复制所必需,而且感染细胞分泌的细胞外Tat可以诱导靶细胞上该病毒辅助受体的表达,促进病毒的播散,并对不同类型的未感染细胞有多种作用,在艾滋病相关疾病,如卡波济肉瘤、神经紊乱、免疫缺陷等的病理机制中起作用。     

HIV-1 Tat蛋白抑制骨髓间充质干细胞的造血支持功能

目的:通过研究人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)Tat蛋白对骨髓间充质干细胞(BMSC)造血支持功能的影响,进一步揭示HIV-1感染者造血损伤的机理。方法:原代培养BMSC,流式检测其表面标志,诱导分化鉴定其多向分化潜能;免疫磁珠分选造血干细胞(HSC),流式检测其纯度;HIV-1 Tat蛋白添加到培养基中培养20天的BMSC(BMSC_(Tat))与对照BMSC(BMSC_(Con))分别作为滋养层与HSC分6组进行共培养,随后计数各组造血细胞总数,诱导分化检测造血细胞集落形成能力;RT-PCR检测BMSC_(Tat)和BMSC_(Con)造血相关因子mRNA的表达强度,ELISA检测BMSC_(Tat)和BMSC_(Con)条件培养液中造血相关因子GM-CSF及IL-6的浓度。结果:经鉴定成功培养获得原代BMSC;免疫磁珠分选的HSC纯度可达95%以上;分6组共培养进行比较,以BMSC_(Tat)为滋养层培养的造血细胞总数及造血细胞形成的集落总数均明显少于以BMSC_(Con)为滋养层;BMSC_(Tat)的造血相关因子的mRNA的表达明显弱于BMSC_(Con),BMSC_(Tat)的条件培养液中GM-CSF和IL-6的浓度均明显低于BMSC_(Con)。结论:HIV-1 Tat蛋白对BMSC的造血支持功能有明显的抑制作用。     

霍乱弧菌Tat蛋白运输系统基因簇的确定与功能阻断分析

Tat(Twin-arginine translocation)双精氨酸转运系统是最新证实的原核生物细胞中运输折叠蛋白的主要途径。是与经典的sec分泌系统完全不同的蛋白运输系统。通过对已测序的O1群霍乱弧菌El Tol生物型菌株N16961基因组分析,并与大肠杆菌TatA,B,C,D,同源蛋白进行了氨基酸和基因序列的同源比较,对大肠杆菌tatA,tatB,tatC具有同源性的基因采用自杀质粒同源重组原理缺失了这3个连续排列基因的大部分开放阅读框架序列,从而进行了蛋白分泌阻断的初步研究与分析。结果表明,该推测基因簇缺失后,Tat分泌阻断;生长特性易发生粗糙型改变,由光滑型菌落或菌苔转化为粗糙型,且霍乱弧菌粗糙型抗血清凝集实验阳性,钼酶（三甲胺氮氧还原酶）分泌完全阻断;α-D半乳糖,天门冬酰氨,甘氨酰－L－天门冬酸及D－L－α－磷酸甘油等4项生化反应由阳性转为阴性。此研究在霍乱弧菌中确诊了tat基因族,并鉴定了功能,为进一步探索Tat分泌对霍乱弧菌蛋白因子分泌的影响奠定了遗传学基础。     

我国HIV-1B'/C重组流行株Tat蛋白的表达、纯化及功能分析

根据全国HIV分子流行病学研究发现,B'和C亚型HIV-1在我国发生了重组,并以优势株形式在我国广泛流行.为了探讨这种HIV-1B'/C重组毒株tat基因的变异与其表型之间的关系,利用pET表达系统在大肠杆菌中高效表达了三种不同基因变异类型的Tat蛋白,重组蛋白占菌体总蛋白的26%,Western blot显示较好的反应原性,并通过金属鏊合层析纯化了目的蛋白.荧光素酶活性检测表明:体外表达的Tat蛋白具有明显的生物学活性,可以反式激活HIV LTR引导的报告基因的表达;三种Tat蛋白在激活活性上的差异与流行现场检测的病毒载量的高低存在明显的对应关系,说明tat基因的变异可以引起病毒生物学特性的改变,进而影响病毒的流行特征.此结果为进一步研究我国HIV重组毒株的基因变异特征及变异规律奠定了基础.     

SIRT1影响Tat介导的HIV-1转录

Tat蛋白在HIV的转录复制中起重要作用.它能反式激活HIV的转录,促进HIV长末端重复序列(HIV LTR)的转录和延长.Tat蛋白是去乙酰化酶SIRT1的一种重要底物.Tat的乙酰化与非乙酰化状态在激活转录过程中受高度精密调控.如果Tat乙酰化状态在转录过程中受到干扰,随后其促使的HIV转录也将受到干扰.近来发现,组蛋白去乙酰化酶SIRT1在Tat蛋白介导的反式激活HIV转录过程中起重要的调控作用.SIRT1能对乙酰化的Tat进行去乙酰化,使其能在促使HIV转录的过程中循环利用.同时Tat与SIRT1的结合也会使核转录因子NF-κB的p65亚基处于超乙酰化状态,致使病毒基因组表达.研究SIRT1与Tat的相互关系为治疗HIV提供了新的方向.     

Comparative analysis of HIV-1 Tat variants

HIV-1 Tat protein is a crucial element for viral replication; therefore, its inhibition might be exploited against the AIDS infection. To gain insights on the natural variability of this protein, we present a comparative investigation on the relationship between the primary sequences and the experimentally available three-dimensional structures from the HIV-1 Tat variants Z2, BRU, and MAL. Our computational tools include sequence conservation algorithms, structural analysis, electrostatic modeling, and molecular dynamics (MD) simulations. We find that two regions located between residues 10-18 and 41-52 display the highest primary sequence conservation, while the most conserved region among the available structures corresponds approximately to the segment between positions approximately 44 and 50. Furthermore, in spite of their large structural divergence, Tat variants share a common mode for long-range intramolecular interactions. Finally, the flexibility of the Z2, BRU, and MAL variants, as emerging from multinanosecond MD simulations, is rather similar. Based on this work, we conclude that the turnlike region between amino acids 44 and 50 is structurally most conserved, emerging as an important motif for pharmaceutical targeting aimed toward inhibiting Tat action.     

一个新的HIV-1治疗靶--Tat转录激活蛋白

Tat是HIV-1病毒进行转录和复制的一个十分重要的蛋白质,同时,Tat也与HIV-1感染引起的严重病理学程度密切相关.Tat的生物学性质和功能决定了其是一个理想的开发抗AIDS疫苗和药物的靶蛋白.基于Tat自身及其作用的TARRNA,可以设计Tat疫苗、细胞外结合Tat的拮抗剂、抗Tat的反义核酸、抗TAR的反义核酸、抗Tat的细胞内抗体和细胞内Tat协同因子的抑制剂等.传统的抗病毒药物及蛋白酶抑制剂与新的细胞内和细胞外Tat拮抗剂联合使用,多靶点地抑制HIV-1的复制将是一个有效的抗AIDS的治疗方案.这一治疗方案能够防止HIV病毒耐药株的产生,减少单一作用靶点药物的用药剂量和降低相应的毒性,最终治愈AIDS相关的病理学变化.     

一个新的HIV-1治疗靶——Tat转录激活蛋白(英)

Tat是HIV-1病毒进行转录和复制的一个十分重要的蛋白质,同时,Tat也与HIV-1感染引起的严重病理学程度密切相关.Tat 的生物学性质和功能决定了其是一个理想的开发抗AIDS疫苗和药物的靶蛋白.基于Tat自身及其作用的TAR RNA,可以设计Tat疫苗、细胞外结合Tat的拮抗剂、抗Tat的反义核酸、抗TAR的反义核酸、抗Tat的细胞内抗体和细胞内Tat协同因子的抑制剂等.传统的抗病毒药物及蛋白酶抑制剂与新的细胞内和细胞外Tat拮抗剂联合使用,多靶点地抑制HIV-1的复制将是一个有效的抗AIDS的治疗方案.这一治疗方案能够防止HIV病毒耐药株的产生,减少单一作用靶点药物的用药剂量和降低相应的毒性,最终治愈AIDS相关的病理学变化.     

HIV-1 Tat through phosphorylation of NMDA receptors potentiates glutamate excitotoxicity

Toxic effects of HIV-1 proteins contribute to altered function and decreased survival of select populations of neurons in HIV-1-infected brain. One such HIV-1 protein, Tat, can activate calcium release from IP3-sensitive intracellular pools, induce calcium influx in neural cells, and, as a result, can increase neuronal cell death. Here, we provide evidence that Tat potentiates excitatory amino acid (glutamate and NMDA) triggered calcium flux, as well as glutamate- and staurosporine-mediated neurotoxicity. Calcium flux in cultured rat hippocampal neurons triggered by the transient application of glutamate or NMDA was facilitated by pre-exposure to Tat. Facilitation of glutamate-triggered calcium flux by Tat was prevented by inhibitors of ADP-ribosylation of G(i)/G(o) proteins (pertussis toxin), protein kinase C (H7 and bisindolymide), and IP3-mediated calcium release (xestospongin C), but was not prevented by an activator of G(s) (cholera toxin) or an inhibitor of protein kinase A (H89). Facilitation of NMDA-triggered calcium flux by Tat was reversed by inhibitors of tyrosine kinase (genestein and herbimycin A) and by an inhibitor of NMDA receptor function (zinc). Tat increased 32P incorporation into NMDA receptor subunits NR2A and NR2B and this effect was blocked by genestein. Subtoxic concentrations of Tat combined with subtoxic concentrations of glutamate or staurosporine increased neuronal cell death significantly. Together, these findings suggest that NMDA receptors play an important role in Tat neurotoxicity and the mechanisms identified may provide additional therapeutic targets for the treatment of HIV-1 associated dementia.     

A review of HIV-1 Tat protein biological effects

The authors have reviewed some biological properties of HIV-1 Tat protein, and have also reported some personal data. This viral regulatory protein is endowed with multifunctional activities, acting as an endogenous factor in the infected cells and exogenously, on those uninfected. In particular, Tat-induced proliferation and differentiation of HIV target cells which promotes viral infection, is discussed in this review. However, exogenous Tat protein can sometimes also produce, directly or indirectly, damaging effects in different organs and host systems, such as myocardium, kidney, liver and central nervous system (CNS). For example some data also demonstrate an increase in the apoptotic index induced by Tat at various levels, including the immune system. The effective role of HIV-1 Tat protein in promoting viral replication and its high immunogenicity suggest useful employment of this protein for therapeutic or preventive vaccine preparations.     

JDV Tat反式激活LTR与HIV-1 Tat采用类似的细胞因子

为分析JDV Tat在反式激活JDV及HIV-1 LTR过程中是否采用与HIV-1 Tat类似的细胞因子,本文构建了包含完整激活域的jTat70和hTat47,同时构建了cyclin T1和CDK9真核表达及反义转译质粒.过量表达hTat47和jTat70对hTat反式激活HIV-1 LTR,jTat反式激活JDV和HIV-1 LTR均有明显的抑制作用推测jTat和hTat的反式激活作用可能涉及类似的细胞因子.通过cyclin T1和CDK9的反义转译质粒对jTat反式激活的抑制作用证实这两种细胞因子参与了jTat对JDV和HIV-1LTR的反式激活.     

JDV Tat反式激活LTR与HIV-1 Tat采用类似的细胞因子

为分析JDV Tat在反式激活JDV及HIV-1 LTR过程中是否采用与H1V-1 Tat类似的细胞因子,本文构建了包含完整激活域的jTat70和hTat47,同时构建了cyclin T1和CDK9真核表达及反义转译质粒。过量表达hTat47和jTat70对hTat反式激活HIV-1 LTR,jTat反式激活JDV和HIV-1 LTR均有明显的抑制作用推测jTat和hTat的反式激活作用可能涉及类似的细胞因子。通过cyclin T1和CDK9的反义转译质粒对jTat反式激活的抑制作用证实这两种细胞因子参与了jTat对JDV和HIV-1 LTR的反式激活。