2021年4月3日 訊 /生物谷BIOON/ --在機(jī)體感染期間，活性氧(ROS，Reactive oxygen species)能調(diào)節(jié)人類免疫缺陷病毒1型（HIV-1）的復(fù)制，然而,，由于操縱細(xì)胞中抗氧化系統(tǒng)所產(chǎn)生的有害結(jié)果，將這一研究觀點(diǎn)應(yīng)用于開發(fā)新型HIV治療策略目前仍然處于滯后階段,。日前,，一篇刊登在國(guó)際雜志EMBO Molecular Medicine上題為“Antioxidant nanozyme counteracts HIV‐1 by modulating intracellular redox potential”的研究報(bào)告中，來自印度科學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究就成功開發(fā)了一種新型人工酶類,，其能成功阻斷宿主免疫細(xì)胞中HIV-1的再度激活和復(fù)制,。

圖片來源：https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/emmm.202013314

研究者表示，這種由五氧化二釩納米片（vanadium pentoxide nanosheets）制成的新型納米酶（nanozymes）能夠模擬天然酶類谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase）的功能,，幫助減少宿主細(xì)胞中氧化性壓力的水平,，而宿主細(xì)胞中氧化性壓力能夠有效控制病毒的增殖。這種新型納米酶的優(yōu)勢(shì)在于其在生物系統(tǒng)中較為穩(wěn)定,，并不會(huì)在細(xì)胞中介導(dǎo)任何不必要的反應(yīng),，而且研究人員在實(shí)驗(yàn)室中制備這種納米酶也相對(duì)容易一些。

目前科學(xué)家們并沒有有效的策略來從患者機(jī)體中完全消除HIV,，而抗HIV藥物也僅能成功抑制病毒,，并無法從受感染的細(xì)胞中完全清除HIV，HIV會(huì)以一種潛伏的狀態(tài)躲避在宿主的免疫細(xì)胞中,，并且穩(wěn)定地維持病毒的儲(chǔ)存庫(kù)（reservoir）,，當(dāng)諸如宿主細(xì)胞中的過氧化氫分子等有毒分子的水平增加時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞中氧化性壓力水平增加,，這樣一來病毒就會(huì)被重新激活,，從隱藏的地方出來開始再度復(fù)制,。

在U1細(xì)胞中五氧化二釩超薄納米片模擬谷胱甘肽過氧化物酶

圖片來源：Shalini Singh,，et al. EMBO Molecular Medicine (2021). DOI:10.15252/emmm.202013314

早在幾年前，研究人員Amit Singh等人就開發(fā)了一種生物傳感器來實(shí)時(shí)測(cè)定HIV感染的免疫細(xì)胞中氧化性壓力的水平,，他表示,，我們發(fā)現(xiàn)，要想走出潛伏期并再度被激活,，HIV僅需要少量的氧化性壓力,；而阻止其再度激活的一種策略就是將細(xì)胞中氧化性壓力保持在較低水平下,，這就會(huì)將病毒鎖定在一種永久的潛伏狀態(tài)；而諸如谷胱甘肽過氧化物酶等酶類就是該過程非常必要的酶類,，其能將毒性的過氧化氫轉(zhuǎn)化為水和氧氣,，然而，誘導(dǎo)宿主細(xì)胞產(chǎn)生過量的這些酶類就能破壞緊密調(diào)節(jié)的細(xì)胞氧化還原機(jī)器,。

幾乎在同一時(shí)間,，研究者M(jìn)ugesh領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表研究證實(shí)了，由五氧化二釩所制成的特殊納米線（nanowires）結(jié)構(gòu)或能有效模擬谷胱甘肽過氧化物酶的活性,，因此,，研究者Singh決定與Mugesh開展聯(lián)合研究。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中制備了超薄的五氧化二釩納米片結(jié)構(gòu),，并利用這些納米片來處理HIV所感染的細(xì)胞,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，納米片結(jié)構(gòu)能像天然酶類一樣有效減少過氧化氫的水平并阻斷病毒的再度激活,。

研究者Shalini Singh解釋道,，這些納米片結(jié)構(gòu)或能產(chǎn)生某些直接的作用效應(yīng)，即對(duì)病毒再度激活的宿主基因的表達(dá)水平發(fā)生了減少,。當(dāng)研究人員利用這種納米酶（納米片結(jié)構(gòu)）來處理接受抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法（ART）的HIV感染者機(jī)體中的免疫細(xì)胞,，當(dāng)療法停止時(shí)，病毒的潛伏期會(huì)被誘導(dǎo)地更快且病毒隨后的再度激活會(huì)被抑制,，這就表明,，這兩種手段結(jié)合起來能夠更加有效地發(fā)揮抵御HIV的作用效果。

在U1細(xì)胞中五氧化二釩超薄納米片能夠阻斷HIV的再度激活

圖片來源：Shalini Singh,，et al. EMBO Molecular Medicine (2021). DOI:10.15252/emmm.202013314

將ART與新型納米酶結(jié)合起來或許還能帶來其它優(yōu)勢(shì),，比如，某些ART藥物能夠誘發(fā)氧化性壓力作為副作用,，其對(duì)于宿主機(jī)體的心臟細(xì)胞或腎臟細(xì)胞都具有一定的損傷效應(yīng),；而添加了諸如本文中所開發(fā)的納米酶就能減少因ART藥物治療所帶來的療法副作用，同時(shí)還能改善接受療法的HIV患者的生活質(zhì)量,。

盡管在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)中研究人員發(fā)現(xiàn)這種新型納米酶類對(duì)宿主機(jī)體正常細(xì)胞是無害的,，但后期他們?nèi)孕枰钊胙芯縼砝斫馐欠駥⑦@種納米酶類引入宿主機(jī)體中會(huì)產(chǎn)生其它的影響，這些納米酶類會(huì)進(jìn)入到哪些器官,？會(huì)在體內(nèi)停留多長(zhǎng)時(shí)間,？這還需要后期科學(xué)家們的進(jìn)一步研究才能夠解答。

綜上,，研究人員證實(shí)了這種五氧化二釩超薄納米酶在有效阻斷HIV-1再度激活即繁殖上的有用性,，且這種納米酶未來有望作為一種新型平臺(tái)來幫助開發(fā)抵御諸如HIV感染等多種人類感染性疾病的干預(yù)性策略。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Shalini Singh,，Sourav Ghosh,，Virender Kumar Pal, et al. Antioxidant nanozyme counteracts HIV‐1 by modulating intracellular redox potential, EMBO Molecular Medicine (2021). DOI:10.15252/emmm.202013314