편향되지 않은 오믹스 방법으로 HIV에 대한 생체 내 숙주 제한 요인 발견

2023년 8월 7일 보고서

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작성자: 저스틴 잭슨(Medical Xpress)

메릴랜드 주 월터 리드 육군 연구소(Walter Reed Army Institute of Research)가 주도한 연구에서는 HIV-1을 표적으로 삼는 숙주 제한 요인에 대한 이전 연구 결과를 확인했습니다. Science Translational Medicine에 게재된 "단일 세포 전사체학은 생체 내에서 HIV-1의 프로티모신 α 제한을 확인합니다"라는 논문에서 저자는 오믹스가 치료 전략 검색에서 상관 관계를 밝힐 수 있는 방법을 자세히 설명합니다.

단일 세포 전사체학을 사용하여 HIV-1 감염 환자 14명의 세포에서 활성인 단백질을 확인했습니다. 연구팀은 환자 유전자 발현을 개별 세포 내의 바이러스 RNA(vRNA) 양과 연관시켜 숙주 제한 인자라고 불리는 항바이러스 단백질의 잠재적인 목록을 좁혔습니다. 신체의 선천적 면역 체계의 일부인 이 단백질은 바이러스 복제 주기의 특정 단계를 인식하고 방해하여 감염을 차단합니다.

또한 연구팀은 혈장 바이러스 부하가 가장 높은 참가자의 서열을 비교했는데, 그 결과 vRNA 전사가 프로티모신 알파(ProTα)를 코딩하는 PTMA 유전자의 발현과 역상관관계가 있는 것으로 나타났습니다.

이 연관성은 초기 연구 이외의 28명의 추가 참가자에게서 검증되었습니다. 시험관 내에서 프로티모신 α의 과발현은 이 세포 인자가 HIV-1 전사와 감염성 바이러스 생산을 억제한다는 것을 확인시켜 주었습니다.

연구진은 개별 면역 세포의 HIV-1 RNA(vRNA)가 특정 임상 측정과 상관관계가 있음을 발견했습니다. 연구자들은 단일 세포 분석을 사용하여 급성 HIV 감염(AHI) 및 항레트로바이러스 치료(ART) 단계 동안 참가자로부터 vRNA가 있는 세포를 식별했습니다.

vRNA+ 세포는 대부분 CD4+ T 세포 하위 집합 내에서 발견되었습니다. 상관관계 분석에 따르면 vRNA+ CD4+ T 세포의 빈도는 총 세포 관련 HIV-1 DNA 및 혈장 바이러스 부하와 같은 측정값과 긍정적으로 연관되어 있는 것으로 나타났습니다. 이는 이들 세포에서 vRNA의 존재가 생물학적으로 중요하며 HIV-1 임상 매개변수와 관련이 있음을 시사합니다.

이 방법의 확인에서 강조된 ProTα HIV-1 제한은 17년 전 뉴욕 마운트 시나이 의과대학(Mount Sinai School of Medicine)의 연구원에 의해 이전에 발견되었으며 "인간의 강력한 억제제로서 프로티모신 알파의 새로운 기능"이라는 논문에서 설명되었습니다. Journal of Virology에 게재된 '일차 대식세포의 면역결핍 바이러스 유형 1 유전자 발현'.

이전 연구에서는 또한 ProTα mRNA의 검출 가능한 양이 감소하는 것과 관련된 HIV-1에 의한 인간 T 세포의 감염이 관찰되었습니다. Mount Sinai 연구에서는 ProTα 활성이 일차 대식세포의 HIV-1 복제를 용량 의존적으로 크게 억제했지만 CD4+ T 세포의 HIV-1에는 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다.