细胞大小和细胞周期状态在HIV中起着关键的决策作用

由于抗逆转录病毒药物的发展，人类免疫缺陷病毒(艾滋病毒)今天被认为是一种可控制的慢性病。然而，如果不进行诊断或治疗，艾滋病毒可能发展成艾滋病(获得性免疫缺陷综合征)，2017年，这种疾病导致全球近100万人死亡。

然而，拯救生命的药物并不能治愈艾滋病毒，因为当病毒感染人体时，它会暗中瞄准那些触发人体对任何感染的免疫反应所需的细胞。具体来说，HIV会侵入CD4 t细胞——一种白细胞，它会自我复制并接管CD4宿主细胞的DNA。

伊利诺伊大学助理教授罗伊·达尔说:“一旦感染CD4 t细胞，艾滋病毒就会经历两种命运中的一种。”“它要么进入复制状态，导致产生数百个传染性病毒粒子，要么进入潜伏状态，使原病毒处于转录沉默状态。”

据达尔说，研究人员一直专注于消除潜在的蓄水池，因为它可以自发地重新激活，逃避药物治疗或者成为病毒反弹的来源，如果患者没有严格遵守抗逆转录病毒治疗方案，就会发生病毒反弹。

Dar说:“到目前为止，还没有办法区分体内未感染的细胞和潜伏感染的细胞，但这种能力将支持现有的治疗艾滋病的方法。”Dar隶属于电气与计算机工程系和卡尔沃斯基因组生物学研究所。

在最近的一项研究中，Dar和他的研究小组在实验室中研究了潜伏感染HIV的t细胞的活化情况，方法是使用一种含有a基因的病毒结构绿色荧光蛋白(GFP)在细胞重新激活时得到表达。

该研究的第一作者、生物工程博士后研究员Kathrin Bohn-Wippert解释说:“延时单细胞成像的方法可以通过计算GFP的平均荧光来监测单个潜伏细胞从沉默状态到活跃状态的再激活。”

一旦他们确定了被重新激活的细胞，他们计算细胞的大小并测定了重新激活所需的平均细胞直径。他们发现，在潜伏人群中，只有较大的宿主细胞重新激活，而较小的细胞保持沉默或潜伏。

根据Bohn-Wippert的说法，这种较大的宿主细胞大小提供了一种天然的细胞机制，以增强病毒表达的爆发大小，这是破坏潜在状态的必要条件，同时也会影响病毒的决策。

Dar说:“我们的研究结果展示了一个被动的宿主细胞主导病毒决策的情况，当受感染的细胞很小时，病毒就会关闭，只有在更大的细胞中才会自发地重新激活。”“这是宿主细胞描述病毒决策发生的正确条件的一个例子。”

研究小组还确定，细胞从潜伏到活跃的转变依赖于细胞周期即细胞DNA复制的阶段，并且可以被调节药物治疗方法。“我们表明，你可以使用药物治疗来调节一个群体细胞进出一种特定的细胞周期状态，以偏向它们的病毒再激活，”Dar说。

这些发现可能有助于指导药物治疗的随机设计策略，在合成生物学中有应用，并在促进艾滋病毒诊断和治疗方面发挥作用。

这篇题为“基于细胞大小的病毒基因回路决策”的论文全文发表在该杂志上细胞的报道．

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