到 2020 年底，估計有 3770 萬人患上了艾滋病，這是一個嚴重的全球公共衛生問題。人類免疫缺陷病毒 （HIV） 是導致艾滋病的病毒，它們以免疫細胞為攻擊物件，會造成人體免疫缺陷，導致危及生命的機會性感染和某些癌症的滋生。目前，尚無批准的療法，但聯合抗逆轉錄病毒療法 （cART） 可顯著降低艾滋病的死亡率。然而，cART 的使用伴隨著產生抗藥性和縮短壽命的嚴重副作用。因此，人們需要重新開發抑制 HIV 的藥物。

病毒 5‘ 長末端重複序列（LTR）的靶向甲基化會抑制細胞中的潛伏期 HIV 感染，為治療 HIV 提供了一條有希望的途徑。

然而，理想的藥物不僅需要具有特異性，還需要能更快地穿透血腦屏障和更快地被代謝掉，這為開發抗 HIV 藥物造成了不小的挑戰。

2021 年 9 月 20 日，來自美國希望之城和澳大利亞昆士蘭州孟席斯健康研究所的研究人員研發了一種新型抗 HIV 藥物 ——

載入重組融合蛋白 ZFP-DNMT3A 的外泌體

，並在國際高水平期刊

Nature

的子刊

Nature Communications

上發表了題為 “Exosome-mediated stable epigenetic repression of HIV-1” 的研究論文。

該研究開發了一種靶向 HIV 啟動子的鋅指蛋白（ZFP），該蛋白與 DNA 甲基轉移酶 3A（DNMT3A）的活性結構域結合形成了重組融合蛋白，可誘導長期穩定的 HIV 表觀遺傳抑制。

載入了重組融合蛋白的外泌體可快速穿透血腦屏障，不僅能降低小鼠骨髓和脾臟的 HIV 水平，還能降低大腦中的 HIV 水平並阻止其活躍複製，從而延長小鼠壽命。

研究人員首先開發了一種表達 ZFP 362b-DNMT3A 的重組融合蛋白（簡稱 ZD3A），該蛋白可以進入宿主細胞核以富集 DNA 甲基化。

為了使 ZD3A 能夠系統地滲透多組織庫，包括血腦屏障，他們使用外泌體作為載體。長期感染 HIV 的細胞在轉染了該種藥物後，HIV 的表達水平顯著降低，並且一直被穩定抑制，體現了 ZD3A 在體外抑制 HIV 複製的能力。

ZD3A 介導的抑制似乎需要時間來建立並在 10 天后才能變得非常顯著。於是，研究人員又構建了 12 種具有阻遏結構域的 ZFP 融合體，其中，ZPAMt 和 ZKMt 都能有效抑制 HIV 表達。

他們還觀察到，被 ZPAMt 和 ZKMt 轉染的細胞高表達 ZFP，ZFP 與 HIV 的 LTR 區域特異性結合，導致 DNA 甲基化的富集，從而在轉染後 60 天內以長期方式抑制病毒表達，並且這種抑制對重新啟用具有相對抵抗力。

最後，研究人員評估了這兩種藥物在體內的可行性。他們將被 HIV 感染的外周血單個核細胞植入到人源化免疫缺陷小鼠，然後對其進行 2 周的 cART 治療以及連續 6 周大腦藥物注射。

藥物注射數小時後他們在小鼠的骨髓、肝臟和大腦中檢測到了活性藥物，表明該藥物能夠迅速穿透血腦屏障。

在接下來的觀察中，他們發現，該療法能夠抑制 HIV 表達並賦予 LTR 特異性甲基化，從而有效地對抗 HIV 感染和進展。最重要的是，該療法沒有產生任何長期毒性。

綜上所述，

這項工作證明了遞送重組 ZFP- DNMT3A 的外泌體可以靶向 HIV，使之表觀遺傳沉默，並在病毒感染的細胞和動物中誘導抑制表型。

該遞送系統為未來開發抑制 HIV 的療法鋪平了道路。

原文連結：

https：//www。nature。com/articles/s41467-021-25839-2