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人类免疫缺陷病毒 (HIV) 感染期,NMN可抑制CD4+T细胞活化
2024年09月27日


烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)是细胞能量代谢和细胞功能的重要辅酶,对身体的各种生理行为和系统有潜在的影响。先前的研究报道,HIV-1感染降低了外周血细胞中的细胞内NAD水平,烟酰胺治疗可能通过维持细胞内的NAD量来抑制体外感染。那么,NAD前体在调节宿主免疫细胞对抗HIV-1感染中有什么作用呢?

HIV-1诱导的免疫激活不仅与艾滋病的进展有关,而且与联合抗逆转录病毒治疗(cART)后CD4+T细胞恢复失败有关。HIV-1相关免疫激活驱动CD4+T细胞耗竭和获得性免疫缺陷综合征的发展。目前尚不清楚NAD前体是否有助于调节免疫激活并帮助经cART治疗的HIV-1感染者的CD4+T细胞恢复。尚不清楚NAD的直接前体烟酰胺单核苷酸(NMN)在调节CD4+T细胞活化中的作用。



2023年12月,EBioMedicine期刊上发表了研究论文,旨在确定NMN在HIV-1感染期间CD4+T细胞调节中的作用。


图源 | pubmed.ncbi.nlm.nih.gov


研究人员检测了在NMN下CD4+T细胞中的HIV-1整合DNA或转录RNA、细胞内p24蛋白(慢病毒外壳中含量最大的标志性蛋白,用于检测样品中是否含有病毒残留)和T细胞活化标记物,包括体外感染HIV-1的细胞、重新激活的患者来源细胞和感染HIV-1的人源化小鼠,并通过RNA-seq和CyTOF分析研究了NMN对CD4+T细胞的影响。

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NMN抑制原代CD4+T细胞中的活HIV-1JRFL感染










首先,研究人员在NMN处理的原代CD4+T细胞上进行了体外活HIV-1JRFL感染实验(下图a)。结果发现NMN抑制了病毒复制,IC50值为5.936mM(下图c和d)。在HIV-1JRFL感染后的第7天,NMN处理也显著降低了原代CD4+T细胞中的细胞内p24(下图e和f),并且有效感染的细胞(通常为CD4−/低p24+细胞)的百分比也降低(下图g和h)。NMN处理在实验期间没有引起显著的细胞死亡(下图i),这表明p24产生的减少不是由于NMN的细胞毒性。另外,通过评估ATP依赖性细胞活力,体外1天、4天或7天NMN处理对原代CD4+T细胞没有显示出细胞毒性(下图j)。



体外NMN可以抑制活HIV-1JRFL感染

图源 |  pubmed.ncbi.nlm.nih.gov

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NMN联合cART治疗重建HIV-1感染的人源化小鼠的CD4+T细胞










为了确定NMN在体内的作用,研究人员探究了联合或不联合cART的NMN是否会在HIV-1感染的人源化小鼠模型中显示出任何差异。从感染后第4天开始,用HIV-1JRFL活病毒攻击的NSG-huPBL小鼠每天口服NMN和/或cART(下图a)。在NMN后第24天测量了血浆NAD的量。与PBS对照组相比,NMN组的血浆NAD没有显著增加(下图b)。每周监测血浆病毒载量,与PBS对照组相比,NMN组不能显著抑制病毒复制,这可能是由于浓度不足(<10mM)(下图c)。不过,在cART+NMN组以及cART治疗组中,血浆病毒载量均受到显著抑制(下图c),这也表明在体内cART需要与NMN联合使用来产生作用。


随着时间的推移,感染后的cART+NMN促成了更好的CD4+T细胞重建,CD4/CD8比率和CD4+T淋巴细胞的频率显著高于cART组(下图d和e)。在cART+NMN组和cART治疗组中,CCR5+CD4+T细胞的频率恢复相似(下图f)。


NMN+cART在体内显著增加HIV感染的huPBL小鼠模型中CD4+T细胞的百分比

图源 |  pubmed.ncbi.nlm.nih.gov


结 语


NMN可能是一种有效的体内免疫过度激活抑制剂。NMN增加了细胞内NAD的量,导致受感染的CD4+T细胞,特别是活化的CD25+CD4+T细胞中HIV-1 p24的产生和增殖受到抑制。NMN还可以抑制来源于cART治疗的HIV-1感染者的重新激活静息CD4+T细胞上的CD25表达。在HIV-1感染的人源化小鼠中,与单独的cART或NMN相比,cART+NMN组显著重建了CD4+T细胞的数量,这与CD4+T淋巴细胞的过度激活受到抑制有关。

综上所述,该研究的结果强调了NMN在HIV-1感染期间对CD4+T细胞活化的抑制作用。未来,非常值得在临床环境中探讨NMN作为HIV-1感染者中与cART联合的潜在方案。




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