EMBO Mol Med：重磅！科学家开发出能有效阻断HIV再度激活的纳米酶！

2021年4月3日 讯 /生物谷BIOON/ --在机体感染期间，活性氧(ROS，Reactive oxygen species)能调节人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）的复制，然而，由于操纵细胞中抗氧化系统所产生的有害结果，将这一研究观点应用于开发新型HIV治疗策略目前仍然处于滞后阶段。日前，一篇刊登在国际杂志EMBO Molecular Medicine上题为“Antioxidant nanozyme counteracts HIV‐1 by modulating intracellular redox potential”的研究报告中，来自印度科学院等机构的科学家们通过研究就成功开发了一种新型人工酶类，其能成功阻断宿主免疫细胞中HIV-1的再度激活和复制。

图片来源：https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/emmm.202013314

研究者表示，这种由五氧化二钒纳米片（vanadium pentoxide nanosheets）制成的新型纳米酶（nanozymes）能够模拟天然酶类谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase）的功能，帮助减少宿主细胞中氧化性压力的水平，而宿主细胞中氧化性压力能够有效控制病毒的增殖。这种新型纳米酶的优势在于其在生物系统中较为稳定，并不会在细胞中介导任何不必要的反应，而且研究人员在实验室中制备这种纳米酶也相对容易一些。

目前科学家们并没有有效的策略来从患者机体中完全消除HIV，而抗HIV药物也仅能成功抑制病毒，并无法从受感染的细胞中完全清除HIV，HIV会以一种潜伏的状态躲避在宿主的免疫细胞中，并且稳定地维持病毒的储存库（reservoir），当诸如宿主细胞中的过氧化氢分子等有毒分子的水平增加时，就会导致细胞中氧化性压力水平增加，这样一来病毒就会被重新激活，从隐藏的地方出来开始再度复制。

在U1细胞中五氧化二钒超薄纳米片模拟谷胱甘肽过氧化物酶

图片来源：Shalini Singh，et al. EMBO Molecular Medicine (2021). DOI:10.15252/emmm.202013314

早在几年前，研究人员Amit Singh等人就开发了一种生物传感器来实时测定HIV感染的免疫细胞中氧化性压力的水平，他表示，我们发现，要想走出潜伏期并再度被激活，HIV仅需要少量的氧化性压力；而阻止其再度激活的一种策略就是将细胞中氧化性压力保持在较低水平下，这就会将病毒锁定在一种永久的潜伏状态；而诸如谷胱甘肽过氧化物酶等酶类就是该过程非常必要的酶类，其能将毒性的过氧化氢转化为水和氧气，然而，诱导宿主细胞产生过量的这些酶类就能破坏紧密调节的细胞氧化还原机器。

几乎在同一时间，研究者Mugesh领导的研究团队发表研究证实了，由五氧化二钒所制成的特殊纳米线（nanowires）结构或能有效模拟谷胱甘肽过氧化物酶的活性，因此，研究者Singh决定与Mugesh开展联合研究。他们在实验室中制备了超薄的五氧化二钒纳米片结构，并利用这些纳米片来处理HIV所感染的细胞，结果发现，纳米片结构能像天然酶类一样有效减少过氧化氢的水平并阻断病毒的再度激活。

研究者Shalini Singh解释道，这些纳米片结构或能产生某些直接的作用效应，即对病毒再度激活的宿主基因的表达水平发生了减少。当研究人员利用这种纳米酶（纳米片结构）来处理接受抗逆转录病毒疗法（ART）的HIV感染者机体中的免疫细胞，当疗法停止时，病毒的潜伏期会被诱导地更快且病毒随后的再度激活会被抑制，这就表明，这两种手段结合起来能够更加有效地发挥抵御HIV的作用效果。

在U1细胞中五氧化二钒超薄纳米片能够阻断HIV的再度激活

图片来源：Shalini Singh，et al. EMBO Molecular Medicine (2021). DOI:10.15252/emmm.202013314

将ART与新型纳米酶结合起来或许还能带来其它优势，比如，某些ART药物能够诱发氧化性压力作为副作用，其对于宿主机体的心脏细胞或肾脏细胞都具有一定的损伤效应；而添加了诸如本文中所开发的纳米酶就能减少因ART药物治疗所带来的疗法副作用，同时还能改善接受疗法的HIV患者的生活质量。

尽管在实验室检测中研究人员发现这种新型纳米酶类对宿主机体正常细胞是无害的，但后期他们仍需要深入研究来理解是否将这种纳米酶类引入宿主机体中会产生其它的影响，这些纳米酶类会进入到哪些器官？会在体内停留多长时间？这还需要后期科学家们的进一步研究才能够解答。

综上，研究人员证实了这种五氧化二钒超薄纳米酶在有效阻断HIV-1再度激活即繁殖上的有用性，且这种纳米酶未来有望作为一种新型平台来帮助开发抵御诸如HIV感染等多种人类感染性疾病的干预性策略。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

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