P-选择素糖蛋白配体-1(PSGL-1/CD162)被整合到临床HIV-1分离株中,并可介导病毒捕获及随后向许可细胞转移

P-selectin glycoprotein ligand-1 (PSGL-1/CD162) is incorporated into clinical HIV-1 isolates and can mediate virus capture and subsequent transfer to permissive cells.

作者信息Jonathan Burnie, Arvin Tejnarine Persaud, Laxshaginee Thaya, Qingbo Liu, Huiyi Miao, Stephen Grabinsky, Vanessa Norouzi, Paolo Lusso, Vera A Tang, Christina Guzzo
PMID35597982
发布时间2022-05-21
DOI10.1186/s12977-022-00593-5

实验完整度

包含体外细胞转染/感染模型、流式病毒学、病毒捕获、细胞捕获转移实验、患者血浆样本等多层级验证。

主要模型

HEK293T细胞转染产生的假病毒和复制型病毒 T细胞系(H9、Jurkat、PM1、A3R5.7)感染产生的病毒 原代PBMC感染产生的病毒 HIV-1感染者血浆中的循环病毒粒子

重点核对

PSGL-1质粒DNA转染量(0, 2.5, 25, 250 ng) 病毒生产细胞类型(HEK293T, T细胞系, PBMC) P-选择素介导的病毒捕获和转移效率 病毒粒子表面PSGL-1与gp120的相对水平 感染性测定采用TZM-bl细胞发光读数

摘要

背景:P-选择素糖蛋白配体-1(PSGL-1/CD162)已被广泛研究,因其通过与同源受体P-选择素相互作用介导白细胞滚动。近年来,PSGL-1被鉴定为一种新型HIV-1宿主限制因子,特别是在HIV包膜上高表达时。重要的是,尽管PSGL-1的强效抗病毒活性已在各种互补模型系统中得到明确证明,但PSGL-1在不同遗传多样性的病毒分离株和临床分离株中的整合广度尚未被描述。此外,病毒粒子整合的PSGL-1的生物学活性也尚未被展示。结果:在此,我们评估了通过转染不同量PSGL-1质粒DNA(0-250 ng)产生的病毒上的PSGL-1水平,并与通过感染T细胞系和原代PBMC产生的病毒上的PSGL-1水平进行比较。我们发现,极低水平的PSGL-1质粒DNA(<2.5 ng/孔)足以产生病毒模型,这些模型能紧密反映通过感染T细胞和PBMC产生的病毒的表型。本研究的独特之处在于,我们展示了PSGL-1被广泛整合到多种HIV-1和SIV分离株中,并且带有整合PSGL-1的病毒粒子在HIV-1感染者的病毒血症血浆中可检测到,证实了PSGL-1在自然感染中的相关性。此外,我们展示了病毒上的PSGL-1可以结合其同源选择素受体P-、E-和L-选择素。最后,我们展示了带有内源性水平PSGL-1的病毒可以被P-选择素捕获并转移到HIV许可的旁观者细胞,突显了PSGL-1在HIV-1感染中的新作用。值得注意的是,在我们手中,含有高水平PSGL-1的病毒无感染性,这与先前报道的PSGL-1强效抗病毒活性一致。结论:我们的结果表明,在不同测试模型系统中,PSGL-1整合到病毒粒子的水平可能差异很大,当使用假病毒模型时,需要仔细调整质粒水平以复现生理系统。总之,我们的数据表明,PSGL-1可能在HIV-1感染的生理学中发挥多种作用,特别是由于病毒粒子表面PSGL-1的功能活性状态以及PSGL-1在多种病毒分离株中的广泛整合。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
PSGL-1是否被整合到多种HIV-1和SIV分离株及临床病毒粒子中,并且病毒粒子上的PSGL-1是否保留其结合选择素的能力,从而影响HIV-1感染。
核心机制
病毒粒子上的PSGL-1能结合P-选择素,介导病毒捕获并转移至许可细胞,促进感染。
主要证据
通过病毒捕获实验和流式病毒学显示PSGL-1广泛存在于HIV-1和SIV分离株及患者血浆病毒上,且与P-选择素结合后能将病毒转移至TZM-bl细胞引发感染。
研究意义
揭示PSGL-1在HIV-1感染中的新作用,可能作为病毒归巢分子,其功能可能超越单纯的限制因子,为感染机制提供新见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

病毒生产模型比较

比较不同病毒生产系统(转染 vs 感染)产生的病毒表面PSGL-1水平和感染性。

通过转染HEK293T细胞(不同量PSGL-1质粒)或感染T细胞系和PBMC(IIIB病毒)产生病毒,使用流式细胞术检测细胞表面PSGL-1,TZM-bl细胞测定感染性。

2

PSGL-1剂量滴定

确定不同PSGL-1表达水平对病毒粒子PSGL-1整合及感染性的影响。

通过共转染不同量PSGL-1质粒(0, 2.5, 25, 250 ng)产生PSGL-1阴性、低、中、高病毒,使用免疫印迹和病毒捕获评估PSGL-1水平,TZM-bl测定感染性。

3

病毒粒子PSGL-1和gp120定量比较

通过互补技术(病毒捕获和流式病毒学)定量不同来源病毒表面的PSGL-1和gp120。

使用抗体介导的免疫磁珠捕获和流式病毒学(PE标记抗PSGL-1)分析表面蛋白。

4

广泛病毒株PSGL-1整合检测

检测PSGL-1在不同型别的HIV-1和SIV分离株中的整合广度。

使用免疫磁珠病毒捕获测定多种临床和实验室分离株(如92UG037,BaL,ADA等)的PSGL-1和gp120捕获比例。

5

临床血浆病毒PSGL-1检测

验证PSGL-1是否存在于HIV-1感染者血浆中的循环病毒上。

使用生物素化抗体和抗生物素微珠对12名患者(急性/早期或慢性)血浆进行病毒捕获,RNA提取和qRT-PCR定量。

6

选择素结合能力测试

评估病毒粒子上的PSGL-1是否保留结合P、E、L-选择素的能力。

使用重组选择素包被的磁珠或细胞膜表达选择素进行病毒捕获实验,并测试病毒转移至TZM-bl细胞的能力。

7

P-选择素介导的病毒转移

确定被P-选择素捕获的病毒能否转移到许可细胞并引发感染。

在P-选择素包被板上捕获病毒,洗涤后加入TZM-bl细胞,检测荧光素酶活性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Wisent319-005-CL
RPMI-1640培养基Wisent350-000-CL
胎牛血清Wisent098150
淋巴细胞分离液StemCell Technologies07861
植物血凝素GibcoLS10576015
Polyjet体外转染试剂FroggaBioSL100688
Britelite™ Plus报告基因检测试剂盒PerkinElmer6066766
抗PSGL-1抗体BD Biosciences556053
小鼠IgG1同型对照BD Biosciences557273
抗gp120抗体(克隆2G12)NIH ARP1476
抗gp120抗体(克隆PG9)NIH ARP12149
生物素化抗CD44抗体Miltenyi130-113-340
生物素标记试剂盒Bio-Rad LaboratoriesLNK262B
小鼠IgG1同型对照R&DMAB002
PE标记的抗PSGL-1单克隆抗体BD Biosciences556055
CytoFLEX S流式细胞仪Beckman Coulter--
BD LSRFortessa流式细胞仪BD Biosciences--
Quantibrite PE校准微球BD Biosciences340495
NIST溯源性粒径标准品Thermo Fisher Scientific--
蛋白G磁珠Life Technologies10004D
重组P-选择素R&D Systems137-PS-050
重组E-选择素R&D Systems--
重组L-选择素R&D Systems--
重组MAdCAM-1R&D Systems6056-MC-050
AlphaLISA p24检测试剂盒PerkinElmer--
pNL4-3质粒NIH ARP3417
PSGL-1表达载体Sino BiologicalHG10490-UT
阴性对照载体Sino BiologicalCV011
HIV-1 BaL.01包膜表达载体NIH ARP11445
HIV-1 IIIB病毒NIH ARP--
HIV-1 NL4-3病毒NIH ARP--
PEG-it病毒沉淀溶液System BiosciencesLV810A-1
RIPA裂解缓冲液BioBasicRB4478
Laemmli上样缓冲液BioRad1610747
SDS-PAGE凝胶BioRad--
PVDF膜----
抗p24抗体克隆AG3.0NIH ARP4121
HRP标记的羊抗人二抗SigmaAP112P
HRP标记的羊抗鼠二抗Enzo Life ScienceBML-SA204-0100
增强化学发光底物FroggaBioCCH365-B100
ChemiDoc XRS+凝胶成像系统Bio-Rad--
PE标记的F(ab')2羊抗鼠IgG二抗InvitrogenA10543
QIAamp病毒RNA提取试剂盒Qiagen--
抗生物素微珠Miltenyi130-090-485
重组人IL-2----
青霉素-链霉素溶液Life Technologies15140122

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
病毒生产
PSGL-1质粒DNA转染量(0, 2.5, 25, 250 ng),细胞类型(HEK293T, T细胞系, PBMC),病毒株(IIIB, NL4-3, BaL等)
阅读提示:Methods: Virus production via transfection/infection, Figure 1 & 2 legends
感染性测定
TZM-bl细胞数量(15,000/孔),病毒p24输入标准化,孵育时间(48小时),发光检测
阅读提示:Methods: Virus titration
病毒捕获实验
抗体种类(抗PSGL-1, 抗gp120),抗体用量(0.5-1 μg),磁珠类型(蛋白G或抗生物素微珠),p24输入量
阅读提示:Methods: Virion capture assay, Figure 3 legend
流式病毒学
抗PSGL-1-PE抗体浓度(0.25或0.4 μg/mL),孵育温度和时间(4°C过夜),CytoFLEX S设置(PE增益3000),MESF校准
阅读提示:Methods: Flow virometry, Figure 4 legend
P-选择素捕获转移实验
重组P-选择素或MAdCAM-1包被浓度(5 μg/mL),病毒孵育时间(2小时),TZM-bl细胞加入量和孵育时间(1-4天)
阅读提示:Methods: Plate capture-transfer assay, Figure 8 legend
患者血浆病毒检测
血浆样本阶段(急性/早期或慢性),抗体(生物素化抗PSGL-1, 抗CD44),RNA提取和qRT-PCR方法
阅读提示:Methods: Virion capture assay(血浆部分), Figure 5 legend, Supplementary Table S2