NLRP3 inflammasome induces CD4+ T cell loss in chronically HIV-1-infected patients

doi:10.1172/JCI138861

.2021年3月15日；131（6）：e138861。

doi:10.1172/JCI138861。

NLRP3炎性体诱导慢性HIV-1感染患者CD4+T细胞丢失

张超¹, 金文松¹, 黄慧¹, 邢凡¹, 雷黄（Lei Huang）¹, 邓建宁², 博图¹, 王坤（Kun Wang）^三, 李静（音译）¹, Ming-Ju Zhou先生¹, 崔晓阳⁴, 赵启文⁵, 陶阳¹, 王丽凤¹, 张继元¹, 若南旭¹, 阎美娇¹, 明石¹, 冯绍^三, 拉菲克·皮埃尔·塞卡利⁶, 王福生¹

附属公司

¹中国人民解放军总医院第五医学中心传染病科，国家传染病临床研究中心，北京。
²广西艾滋病临床治疗中心，中国广西南宁市南宁市第四人民医院。
^三国家生物科学研究所，北京，中国。
⁴云南省传染病医院，昆明，中国。
⁵中国人民解放军总医院第六医学中心病理科，北京。
⁶美国俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学病理学系。

PMID： 33720048
预防性维修识别码： PMC7954596号
内政部： 10.1172/JCI138861

NLRP3炎性体诱导慢性HIV-1感染患者CD4+T细胞丢失

张超等。临床研究杂志. 2021.

.2021年3月15日；131（6）：e138861。

doi:10.1172/JCI138861。

作者

张超¹, 金文松¹, 黄慧¹, 邢凡¹, 雷黄（Lei Huang）¹, 邓建宁², 博图¹, 王坤（Kun Wang）^三, 李静（音译）¹, Ming-Ju Zhou先生¹, 崔晓阳⁴, 赵启文⁵, 陶阳¹, 王立峰¹, 张纪元¹, 若南旭¹, 阎美娇¹, 明石¹, 冯绍^三, 拉菲克·皮尔·塞卡利⁶, 王福生¹

附属公司

¹中国人民解放军总医院第五医学中心传染病科，国家传染病临床研究中心，北京。
²广西艾滋病临床治疗中心，中国广西南宁市南宁市第四人民医院。
^三国家生物科学研究所，北京，中国。
⁴云南省传染病医院，昆明，中国。
⁵中国人民解放军总医院第六医学中心病理科，北京。
⁶美国俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学病理学系。

PMID： 33720048
预防性维修识别码： PMC7954596号
内政部： 10.1172/JCI138861

摘要

慢性HIV-1感染的特征通常是由于直接和旁观者死亡导致CD4+T细胞进行性耗竭，这与HIV-1持续复制和体内炎症环境密切相关。慢性HIV-1感染患者CD4+T细胞丢失的机制尚不完全清楚。在这项研究中，我们同时监测了循环CD4+T细胞中caspase-1和caspase-3的激活，这表明热中毒和凋亡CD4+T细胞是具有不同表型特征的不同细胞群体。慢性HIV-1感染期间CD4+T细胞的凋亡和凋亡水平显著升高，有效的抗逆转录病毒治疗后下降。值得注意的是，HIV-1感染者淋巴结中胃泌素D活性升高进一步证实了焦下垂的发生。从机制上讲，caspase-1的激活与炎症标记物的表达密切相关，并且表明是通过病毒依赖性和/或非依赖性ROS产生驱动的NLRP3炎症小体激活而发生的，而CD4+T细胞中caspase-3的激活与T细胞的激活状态更为密切相关。因此，我们的研究结果表明，NLRP3依赖性细胞凋亡在HIV-1感染患者CD4+T细胞丢失中起着重要作用，并暗示细胞凋亡信号作为抗HIV-1治疗的靶点。

关键词：艾滋病/艾滋病毒；半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶及其底物；炎症；T细胞。

PubMed免责声明

利益冲突声明

利益冲突：提交人声明，不存在利益冲突。

数字

**图1。CD4中caspase-1和caspase-3的活化增加⁺慢性HIV-1感染期间的T细胞。**
(A类)典型的流式细胞仪图显示CD4中FLICA–caspase-1和活性caspase-3的表达⁺健康对照组（HC）、病毒血症患者（VIR）、抗逆转录病毒治疗患者（ART）和精英对照组（EC）外周血中的T细胞。(B类和C类)FLICA-胱天蛋白酶-1的频率⁺CD4细胞⁺T细胞(B类)和活性caspase-3⁺CD4细胞⁺T细胞(C类)来自HC(*n个=*19），VIR患者(*n个=*80），ART患者(*n个=*27）和EC(*n个=*7). (D类和E类)FLICA–caspase-1的频率关联⁺CD4细胞⁺T细胞(D类)和活性caspase-3⁺CD4细胞⁺T细胞(E类)带有绝对CD4⁺VIR患者的T细胞计数。每个点代表一个单独的个体，并使用Spearman相关测试评估关联性。*P（P）*给出了Spearmanρ值。(F类)CD4细胞⁺对6例VIR患者的T淋巴细胞进行降采样、串联并用T-SNE进行定位。每个点代表一个单元格。不同的灯光颜色代表不同的子集。FLICA–caspase-1⁺CD4细胞⁺T细胞（蓝色）和活性caspase-3⁺CD4细胞⁺T细胞（红色）覆盖在整个T-SNE图上。(**G公司**)原始T（Tn）、Tcm、Ttm、Tem和Ttd细胞在总FLICA–caspase-1中的比例⁺和活性半胱天冬酶-3⁺CD4细胞⁺VIR患者的T细胞群(*n个=*6). 不同的符号代表不同的个体。(**H（H）**)计算Tcm/Tem比值。曼·希特尼单位测试(B类和C类); 威尔科森签名等级测试(**G公司**和**H（H）**); **P（P）<*0.05, ***P（P）<*0.01, ****P（P）<*0.001之间。正，正。

**图2。CD4中caspase-1的激活⁺T细胞与病毒载量和炎症相关。**
(A类)总FLICA–caspase-1的分离⁺，和活性胱天蛋白酶-3⁺CD4细胞⁺来自病毒性肝炎患者PBMC的T细胞(*n个=*5). 检测不同细胞组分中的HIV DNA。进行Wilcoxon配对签名秩检验。(B类)HLA-DR相关性⁺CD38型⁺CD4细胞⁺含FLICA–caspase-1的T细胞⁺和活性caspase-3⁺CD4细胞⁺T细胞。(C类)HIV-1共受体CCR5和CXCR4在FLICA-caspase-1上的表达⁺（红点）和FLICA–caspase-1^——CD4细胞⁺VIR患者的T细胞（灰点）(*n个=*5). 负，负。(D类和E类)CD4中FLICA–caspase-1频率的相关性⁺携带HIV-1病毒的T细胞(D类)并激活CD8⁺T细胞（HLA-DR⁺CD38型⁺CD8（CD8）⁺T细胞）(E类)VIR患者(*n个=*80). HIV-1病毒载量在日志上表示₁₀比例尺。(F类和**G公司**)CD4中FLICA–caspase-1频率的相关矩阵⁺VIR患者和ART患者的T细胞和血浆炎症标记物。ELISA法检测sCD14、sCD163、I-FABP和h-CRP水平，Luminex法检测其他细胞因子水平。VIR患者圆圈的大小和颜色密度与两个变量之间的相关性成正比(D类)或ART患者(E类). 使用Spearman相关检验评估关联性。*P（P）*给出了Spearmanρ值。威尔科森签名等级测试(A类和C类); ***P（P）<*0.01, ****P（P）<*0.001.

**图3。HIV-1感染患者淋巴结中GSDMD激活增加。**
(A类)HIV阴性患者淋巴结的典型例子(*n个=*3）（左），VIR患者(*n个=*7）（中间）和ART患者(*n个=*4）（右）用抗活性GSDMD抗体染色，显示低倍（顶部面板）和高倍（底部面板）放大。比例尺：50μm。(B类)使用ImageJ对活性GSDMD进行量化。曼·希特尼单位测试用于评估统计上的显著差异。(C类)病毒感染患者活动性GSDMD阳性区域百分比与HIV-1病毒载量（VL）之间的Spearman相关性(*n个=*7）。*P（P）*并给出了Spearman的ρ值。(D类)VIR患者LN切片的代表性免疫荧光显微镜图像与HIV-1病毒RNA杂交，并用抗活性caspase-3和抗活性GSDMD抗体染色，如图所示。(E类)VIR患者LN切片的代表性免疫荧光显微镜图像与HIV-1病毒RNA杂交，并用抗CD3、抗CD8、抗活性caspase-3和抗活性GSDMD抗体染色，如图所示。高放大视野显示了主面板两侧有代表性的热解和凋亡细胞图像的每个荧光通道。虚线表示B细胞滤泡极限。比例尺：50μm**P（P）<*0.05.

**图4。在慢性HIV-1感染期间，半胱天冬酶-1的激活由NLRP3炎性体介导。**
外周血CD4⁺HCs的T细胞(*n个=*6），VIR患者(*n个=*22），ART患者(*n个=*11）、和EC(*n个=*3）通过磁性细胞分选富集。(A类)热图显示炎症小体相关基因表达。(B类)炎症小体相关基因表达与FLICA–caspase-1成对相关的热图⁺CD4细胞⁺T细胞频率、病毒载量和CD4⁺T细胞计数。(C类)FLICA–caspase-1的相关性⁺CD4细胞⁺炎症相关基因表达的T细胞频率。(D类)VIR患者的PBMC(*n个=*5）与溶媒对照或MCC-950（1μM）培养6小时。FLICA–半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1⁺CD4细胞⁺测定T细胞频率、IL-1β分泌和乳酸脱氢酶（LDH）释放。(E类)左：CD4中具有代表性的NLRP3表达⁺HCs（红色）和VIR患者（蓝色）的T细胞。右：CD4中NLRP3表达的MFI⁺HCs的T细胞(*n个=*5）和VIR患者(*n个=*5). FMO，荧光负一。(F类)HC的PBMC(*n个=*4）和VIR患者(*n个=*4）分别用10μM黑曲霉素、5 mM ATP或HIV-1病毒颗粒（Bal-GFP、R5-tropic）刺激。FLICA–半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1⁺CD4细胞⁺流式细胞仪测定T细胞频率，ELISA检测上清液中IL-1β水平。(**G公司**)来自HC的PBMC(*n个=*4）用条件培养基（CM）处理48小时；然后添加HIV-1病毒颗粒（Bal-GFP，R5-tropic）并再培养24小时。(**H（H）**)CD4中NLRP3的MFI⁺T细胞（左）和FLICA–caspase-1⁺CD4细胞⁺T细胞频率（右）。(我)左：VIR患者代表性MitoSOX（Thermo Fisher Scientific）信号(*n个=*10). 右：MitoSOX信号的MFI。(J型)VIR患者的PBMC(*n个=*5）在1 mM的存在下培养N个-乙酰半胱氨酸（NAC）或20μM MitoTEMPO。FLICA–caspase-1的频率⁺CD4细胞⁺流式细胞术检测T细胞。曼·希特尼单位测试(E类); 威尔科森签名等级测试(D类,F类,**H（H）**,我、和J型); **P（P）<*0.05, ***P（P）<*0.01, ****P（P）<*0.001.

**图5。CD4中NLRP3炎性体依赖性细胞凋亡的拟议示意图⁺慢性HIV-1感染患者的T细胞。**
(A类)CD4的热解和凋亡水平⁺慢性HIV-1感染期间T细胞升高，与传统的疾病生物标志物如CD4密切相关⁺T细胞丢失、病毒载量增加和持续炎症。有效的抗逆转录病毒治疗可部分恢复这些症状(B类)慢性HIV-1感染微环境的炎症环境通过上调一系列炎症相关基因使细胞敏感到启动状态。由病毒依赖性（信号1）和/或非依赖性（信息2和3）ROS产生驱动的NLRP3炎症小体激活导致上睑下垂。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

中的注释

揭示HIV发病机制中的细胞死亡途径。
蒙塔古·卡多佐K。蒙塔古·卡多佐K。公共生物。2021年4月21日；4(1):504. doi:10.1038/s42003-02-02077-2。公共生物。2021 PMID：33883686 免费PMC文章。

类似文章

在免疫缺陷恢复的HIV感染抗逆转录病毒治疗患者中，NLRP3炎性体上调。
Bandera A、Masetti M、Fabbiani M、Biasin M、Muscatello A、Squillace N、Clerici M、Gori A、Trabattoni D。 Bandera A等人。前免疫。2018年2月12日；9:214. doi:10.3389/fimmu.2018.00214。2018年eCollection。前免疫。2018 PMID：29483915 免费PMC文章。
在HIV-1感染中，焦下垂导致的细胞死亡导致CD4 T细胞耗竭。
Doitsh G、Galloway NL、耿X、Yang Z、Monroe KM、Zepeda O、Hunt PW、Hatano H、Sowinski S、Muñoz Arias I、Greene WC。 Doitsh G等人。自然。2014年1月23日；505(7484):509-14. doi:10.1038/nature12940。自然。2014 PMID：24356306 免费PMC文章。
接受抗逆转录病毒治疗的HIV感染者NLRP3炎症与免疫重建关系的研究进展。
史杰，张泽，吴杰。史杰等。《计算数学方法医学》，2022年3月10日；2022:3179200. doi:10.1155/2022/3179200。eCollection 2022年。《计算数学方法医学》，2022年。 PMID：35309841 免费PMC文章。缩回。
细胞死亡和炎症小体激活的交叉点。
Vince JE、Silke J。 Vince JE等人。细胞分子生命科学。2016年6月；73(11-12):2349-67. doi:10.1007/s00018-016-2205-2。Epub 2016年4月11日。细胞分子生命科学。2016 PMID：27066895 审查。
烟火相关炎症途径在糖尿病肾病发病机制中的相关性。
刘鹏，张泽，李毅。刘平等。前免疫。2021年2月22日；12:603416. doi:10.3389/fimmu.2021.603416。eCollection 2021年。前免疫。2021 PMID：33692782 免费PMC文章。审查。

查看所有类似文章

引用人

肠系膜蛋白家族：新兴的疾病治疗靶点。
朱C，徐S，蒋R，于Y，卞J，邹Z。朱C等。信号传输目标热。2024年4月8日；9(1):87. doi:10.1038/s41392-024-01801-8。信号传输目标热。2024 PMID：38584157 免费PMC文章。审查。
CARD8炎性体决定HIV/SIV的发病机制和疾病进展。
Wang Q、Clark KM、Tiwari R、Raju N、Tharp GK、Rogers J、Harris RA、Raveendran M、Bosinger SE、Burdo TH、Silvestri G、Shan L。王强等。单元格。2024年2月29日；187（5）：1223-1237.e16。doi:10.1016/j.cell.2024.01.048。单元格。2024 PMID：38428396
HIV-1 CRF01_AE感染患者的不同遗传簇诱导不同程度的CD4⁺T细胞丢失。
Li K、Chen H、Li J、Feng Y、Liang S、Rashid A、Liu M、Li S、Chu Q、Ruan Y、Xing H、Lan G、Qiao W、Shao Y。李凯等。 mBio公司。2024年3月13日；15（3）：e0334923。doi:10.128/生物.03349-23。Epub 2024年2月22日。 mBio公司。2024 PMID：38385695 免费PMC文章。
线粒体紊乱与CD4半胱天冬酶-1增加有关⁺HIV-1感染中的T细胞。
于菲、马C、金X、赵H、肖杰、李L、宋S、谢X、杨S、唐Y、王L、张F。 Yu F等人。 BMC感染性疾病。2024年1月24日；24(1):129. doi:10.1186/s12879-023-08485-5。 BMC感染性疾病。2024 PMID：38267841 免费PMC文章。
HIV-1感染者血液免疫细胞特征及其与疾病进展的相关性。
郭XY、曲MM、王X、王ZR、宋JW、杨BP、郭YT、张Y、张C、范X、徐W、徐R、张JY、陈SY、焦YM、孙LJ、王FS。郭XY等。 BMC感染性疾病。2023年12月20日；23(1):893. doi:10.1186/s12879-023-08847-z。 BMC感染性疾病。2023 PMID：38124099 免费PMC文章。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Ghosn J等人，《艾滋病毒》。柳叶刀。2018;392(10148):685–697. doi:10.1016/S0140-6736（18）31311-4。-内政部-公共医学
1. Finkel T等人。凋亡主要发生在旁观者细胞中，而不是在HIV和SIV感染淋巴结的生产性感染细胞中。《国家医学》，1995年；1(2):129–134. doi:10.1038/nm0295-129。-内政部-公共医学
1. Doitsh G，Greene厕所。分析CD4 T细胞在HIV感染过程中是如何丢失的。细胞宿主微生物。2016;19(3):280–291. doi:10.1016/j.chom.2016.02.012。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Garg H，Joshi A.HIV介导的旁观者凋亡中的宿主和病毒因子。病毒。2017;9(8):237. doi:10.3390/v9080237。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Galluzzi L等人，《细胞死亡的分子机制：2018年细胞死亡命名委员会的建议》。细胞死亡不同。2018;25(3):486–541. doi:10.1038/s41418-017-0012-4。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

行动

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

LinkOut-更多资源

[1] Ghosn J等人，《艾滋病毒》。柳叶刀。2018;392(10148):685–697. doi:10.1016/S0140-6736（18）31311-4。-内政部-公共医学

[2] Ghosn J等人，《艾滋病毒》。柳叶刀。2018;392(10148):685–697. doi:10.1016/S0140-6736（18）31311-4。-内政部-公共医学

[3] Finkel T等人。凋亡主要发生在旁观者细胞中，而不是在HIV和SIV感染淋巴结的生产性感染细胞中。《国家医学》，1995年；1(2):129–134. doi:10.1038/nm0295-129。-内政部-公共医学

[4] Finkel T等人。凋亡主要发生在旁观者细胞中，而不是在HIV和SIV感染淋巴结的生产性感染细胞中。《国家医学》，1995年；1(2):129–134. doi:10.1038/nm0295-129。-内政部-公共医学

[5] Doitsh G，Greene厕所。分析CD4 T细胞在HIV感染过程中是如何丢失的。细胞宿主微生物。2016;19(3):280–291. doi:10.1016/j.chom.2016.02.012。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Doitsh G，Greene厕所。分析CD4 T细胞在HIV感染过程中是如何丢失的。细胞宿主微生物。2016;19(3):280–291. doi:10.1016/j.chom.2016.02.012。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Garg H，Joshi A.HIV介导的旁观者凋亡中的宿主和病毒因子。病毒。2017;9(8):237. doi:10.3390/v9080237。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Garg H，Joshi A.HIV介导的旁观者凋亡中的宿主和病毒因子。病毒。2017;9(8):237. doi:10.3390/v9080237。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[9] Galluzzi L等人，《细胞死亡的分子机制：2018年细胞死亡命名委员会的建议》。细胞死亡不同。2018;25(3):486–541. doi:10.1038/s41418-017-0012-4。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Galluzzi L等人，《细胞死亡的分子机制：2018年细胞死亡命名委员会的建议》。细胞死亡不同。2018;25(3):486–541. doi:10.1038/s41418-017-0012-4。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

NLRP3炎性体诱导慢性HIV-1感染患者CD4+T细胞丢失

附属公司

NLRP3炎性体诱导慢性HIV-1感染患者CD4+T细胞丢失

作者

附属公司

摘要

利益冲突声明

数字

中的注释

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

医疗

研究材料

摘要

利益冲突声明

数字

中的注释

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

相关信息

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

医疗

研究材料