Autophagy is involved in T cell death after binding of HIV-1 envelope proteins to CXCR4

Espert et al., J. Clin. Invest. 116 : 2161-2172 (2006)

演講者：張家綸                                                    時間：13:10~14:00; Oct. 18, 2006

講評者：王憲威 老師                                       地點：Room 601

中文摘要

後天免疫缺乏症候群 (acquired immunodeficiency syndrome, AIDS) 是由人類免疫缺乏病毒 (human immunodeficiency virus, HIV) 感染所造成的一種全球性疾病。在HIV-1感染病患發展成AIDS的病程當中，CD4⁺ T淋巴球的大量減少是其重要特徵之ㄧ。重要的是，HIV-1感染的細胞表面上所表現病毒外套膜醣蛋白 (Env) gp120及gp41能夠引起大量未受感染的CD4⁺ T淋巴球死亡，特別是細胞凋亡 (apoptosis)，是造成免疫缺陷的一項重要特徵¹。細胞自噬 (autophagy)，是一種在真核細胞中相當常見的現象，能夠藉由與溶酶體 (lysosome)結合將細胞質中的大分子與胞器代謝。細胞自噬除了能使細胞存活之外，許多研究發現這種在細胞死亡的過程中扮演了重要的角色。本篇作者發現，將未受到HIV-1感染的CD4⁺ T淋巴球與利用轉染 (transfection) 或感染的方式表現Env蛋白的細胞共培養 (coculture) 之後，能夠在未感染的細胞中發現有細胞自噬以及Beclin 1蛋白，這個形成細胞自噬體(autophagosome) 所需要的分子在細胞中累積的現象。同樣的現象也在T細胞株，與轉染表現原型細胞介質受器CXCR4及經過改造而無法傳遞下游訊息的CD4的HEK.293細胞中。综合以上觀察，在未受感染的CD4⁺ T淋巴球所產生的細胞自噬的現象，可能是經由Env蛋白與CXCR4結合引發。最後，本篇利用一些藥物 (3-methyladenine及bafilomycin A1)，或是專一性對Beclin 1/Atg6/Atg7基因作用的siRNA去抑制不同階段Env蛋白所引起的細胞自噬，結果能夠完全抑制細胞凋亡。此外，進一步利用z-VAD抑制細胞凋亡，卻發現未受感染的CD4⁺ T淋巴球仍有細胞自噬特徵的細胞死亡的情形。總論而言，HIV-1所感染的細胞，能夠透過細胞表面的Env蛋白與CXCR4結合，引發未受感染的CD4⁺ T淋巴球中產生細胞自噬的現象，而這種現象是細胞凋亡所必須的，而這種機制可能與導致免疫缺乏有關 (Fig. 1.)。

參考文獻

1.      Ahr B., Robert-Hebmann V., Devaux C., and Baird-Piechaczyk M. Apoptosis of uninfected cells induced by HIV envelope glycoproteins. Retrovirology. 1: 1-12 (2004).

2.      Levine B., and Yuan J. Autophagy in cell death: an innocent convict? J. Clin. Invest. 115: 2679-2688 (2005).

Fig. 1. HIV-1所感染的細胞，能夠透過細胞表面的Env蛋白與CXCR4結合，引發未受感染的CD4⁺ T淋巴球中產生細胞自噬的現象，而這種現象是細胞凋亡所必須的。