HIV-1介導的神經(jīng)炎癥使神經(jīng)顆粒蛋白失調(diào)并誘導突觸樹突損傷

人類免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1, HIV-1)相關(guān)的神經(jīng)認知障礙(HIV-1-associated neurocognitive disorder, HAND)是大多數(shù)HIV-1感染者的共同結(jié)果，且與突觸樹突損傷(synaptodendritic damage)有關(guān)。神經(jīng)顆粒蛋白(neurogranin, Ng; 一種突觸后蛋白)和鈣調(diào)蛋白(calmodulin, CaM)是突觸完整性和功能的2個重要參與者。Ng在HAND中的生物學作用尚不清楚。Guha等采用免疫組織化學、Western blot和qRT-PCR方法比較對照和有或無HAND的HIV-1陽性者額葉皮層組織中Ng的表達情況；用免疫共沉淀法分析Ng與CaM的相互作用；用Western blot檢測額葉皮層組織裂解物和分化的SH-SY5Y(differentiated SH-SY5Y, dSH-SY5Y)細胞中Ng、微管相關(guān)蛋白2、CaM、CaM依賴性蛋白激酶II(CaM-dependent protein kinase II, CaMKII)、cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白、突觸小泡蛋白(synaptophysin, Syp)和突觸蛋白I(synapsin I, Syn I)的表達；將dSH-SY5Y細胞暴露于HIV-1和模擬感染的單核細胞源性巨噬細胞(monocyte-derived macrophage, MDM)上清液或用VSV-G-Env包裝的HIV-1 NLYY2假病毒，從而鑒定與Ng缺失相關(guān)的炎癥因子；用ELISA法檢測MDM上清液中白細胞介素1β(interleukin-1β, IL-1β)、IL-8、腫瘤壞死因子α、單核細胞趨化蛋白1(monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1)、MCP-2和CXCL5水平；在存在或不存在這些細胞因子的中和抗體的情況下，評價HIV-1感染背景下IL-1β和IL-8與Ng表達的相關(guān)性。經(jīng)過上述實驗，他們發(fā)現(xiàn)：HAND陽性患者額葉皮層的Ng表達水平與未感染者相比顯著降低；雖然CaM表達無明顯差異，但在HAND陽性患者中Ng和CaM相互作用減少，這與CaM通路下游信號分子CaMKII水平降低有關(guān)，同時又反過來導致突觸標志物Syp和Syn I表達減少；HIV-1感染對dSH-SY5Y細胞中Ng表達的失調(diào)不會直接產(chǎn)生很大的影響，但是HIV-1感染的MDM上清液中高水平的促炎因子IL-1β和IL-8與Ng表達的顯著降低相關(guān)。綜上所述，HAND陽性患者的突觸損傷可能是HIV-1誘導炎癥而導致Ng失活的結(jié)果，該炎癥使Ng-CaM相互作用和與突觸樹突功能相關(guān)的下游信號級聯(lián)失調(diào)。該研究首次評估了Ng在HIV-1神經(jīng)病理機制中的潛在作用。