HIV-1 V2区突变对抗V3区单克隆抗体逃逸的影响

论文摘要

HIV的中和抗体是指可以与HIV病毒特异结合并且阻断病毒侵入细胞的抗体,它在控制HIV感染中起重要作用。HIV中和抗体的靶位是病毒的膜蛋白上那些与细胞受体结合并和膜融合有关的区域,抗体的结合与相关蛋白的构象紧密相关。HIV-1的包膜蛋白gp120对病毒侵入起重要作用,也是抑制HIV-1感染的中和抗体的主要作用靶点。gp120的V3区与病毒结合宿主细胞密切相关,该区域集中了多个中和抗体表位。有研究发现包膜蛋白V2区的突变可以增强中和抗体对HIV-1的中和作用,但是相关的细节和机制还不明确。过去的研究得到一个自然培养中出现的V2区突变型病毒,L175P env。该V2突变显著提高了V3中和抗体KD-247对病毒的中和能力,但是目前还不清楚这个突变是否普遍影响V3区与抗体的结合,以及这种影响的发生机制。第一部分将重组有HIV野生型JR-FL株的包膜蛋白基因Env的真核细胞表达质粒pJR-FL WT env或突变型质粒pJR-FL L175P env、重组有骨架蛋白基因的真核细胞表达质粒pSG3和转染表达促进质粒pRSV-Rev,共同转染293T细胞,从而获得突变株和野生株假病毒。将假病毒与系列稀释的中和抗体、TZM-bl细胞混合并孵育,然后检测病毒感染能力的降低和抗体中和病毒的百分比,获得中和抗体半数抑制浓度（IC50）,研究V2突变对假病毒JR-FL的影响。结果发现数种V3中和抗体在较高浓度下方可中和野生株JR-FL WT假病毒；对V2突变株JR-FL L175P中和活性显著提高,在非常低的浓度下即可中和该病毒。0.5γ、KD-247、717G2和5G2与JR-FL WT的IC50值分别为4.0252μg/ml、12.2132μg/ml、10.8875μg/ml和7.6555μg/ml,而与JR-FL L175P的IC50值分别为<0.0016μg/ml、0.0024μg/ml、和<0.0016μg/ml,所需中和抗体浓度的数量级相差103倍。本实验证明V2区突变L175P可以改变多个V3区特异性中和抗体对病毒的中和能力。第二部分使用质粒pJR-FL WT env或pJR-FL L175P env、pSG3和pRSV-Rev,共同转染293T细胞,使用0.5% NP40裂解细胞,获得突变株和野生株gp120单体。在ELISA检测中,用抗人C5单克隆抗体包被96孔板,将突变株和野生株gp120单体分别与V3中和抗体、碱性磷酸酶标记的抗人免疫球蛋白G、磷酸盐底物反应,测定各孔A405值,绘制gp120单体与V3中和抗体的结合图,比较JR-FL WT gp120单体和JR-FL L175P gp120单体与不同V3中和抗体结合力的差异。实验发现gp120单体与各种V3中和抗体结合实验的ELISA曲线基本相同。V3抗体0.5γ、KD-247、717G2和5G2与野生株gp120单体结合曲线和突变株结合曲线基本重叠,所需中和抗体浓度基本相同。这些结果证明了V3中和抗体对gp120蛋白单体的结合力不因V2区突变而改变。第三部分使用真核细胞表达质粒串联HIV-1的env基因和绿色荧光蛋白GFP,并转染293T细胞,使gp120三聚体蛋白表达到293T细胞的表面,并根据GFP荧光来检出转染成功细胞。被转染细胞分别与V3中和抗体、PE-Cy5荧光标记的鼠抗人IgG抗体孵育,然后使用免疫染色和双荧光流式细胞术检测几种常见V3区中和抗体对野生型和突变型gp120蛋白的结合力指标：平均荧光强度（MFI）等量化指标。发现该V2区突变导致了gp120另一结构区,V3区的中和抗体对HIV-1的包膜蛋白的结合力明显上升,提示V2区突变可以提升病毒对抗体中和作用的敏感性。基于上述结果分析,V2区的L175P突变改变了gp120蛋白天然三聚体的结构,促进了V3区抗体的中和能力。这个结果揭示了V2区对gp120蛋白结构的影响发生在三聚体结构上。本发现证明V2区对于维持整个gp120蛋白的结构和功能有重要作用,并影响V3区抗体对病毒的识别与中和。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 引言
• 参考文献
• 第一章 V3中和抗体对假病毒中和活性的测定和比较
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 第二章 HIV-1 gp120单体与V3中和抗体的结合力测定
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 第三章 JR-FL gp120三聚体与中和抗体的结合能力的测定
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 全文小结
• 参考文献
• 综述一
• 参考文献
• 综述二
• 参考文献
• 在读期间发表论文及参加学术活动情况
• 致谢