Role of cell polarity regulators in HIV spreading
细胞极性调节剂在 HIV 传播中的作用
基本信息
- 批准号:10013784
- 负责人:
- 金额:$ 53.28万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-01-01 至 2024-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:ActinsAntigen-Presenting CellsCD4 Positive T LymphocytesCDC42 geneCell LineCell PolarityCellsComplexCuesCytoskeletonDataDrug TargetingEukaryotic CellExocytosisFMNL1 geneFamilyFilopodiaGolgi ApparatusGuanosine Triphosphate PhosphohydrolasesHIVHIV-1HumanInfectionInvestigationKnock-outLife Cycle StagesMediatingMembraneMicrotubule-Organizing CenterMicrotubulesModelingMolecularMonomeric GTP-Binding ProteinsPAK-1 kinasePARD6A genePeripheral Blood Mononuclear CellPhosphotransferasesPolymeraseProcessProtein KinaseProteinsPublic HealthReportingRoleSecretory VesiclesSignal PathwaySiteSurfaceT-LymphocyteVesicleViralVirionVirusYeastscdc42 GTP-Binding Proteincytokineexperimental studyimmunological synapse formationinsightmanpolarized cellpolymerizationreconstitutionresponsesynaptogenesistraffickingtransmission processvirological synapse
项目摘要
ABSTRACT
HIV-1-infected T cells can form stable conjugates with non-infected T cells in a process known as “virological
synapse” formation. This process is reminiscent of the formation of an “immunological synapse”, during which
CD4+ T cells rapidly polarize the actin cytoskeleton, the microtubule-organizing center (MTOC), and cytokine-
containing vesicles towards antigen-presenting cells. The polarization of CD4+ T cells during immunological
synapse formation depends on the RHO family GTPase CDC42, a molecular switch that has a key role in the
establishment of polarity in eukaryotic cells.
We have now observed that CDC42 is critical for the efficient spreading of HIV-1 in several T cell lines
and in primary cells. However, our data also imply that CDC42 is dispensable for the completion of a single
cycle of replication. Together, our observations implicate CDC42 in the cell-to-cell transmission of HIV-1.
CDC42 stimulates the formation of membrane extensions, such as filopodia, through effectors that
mediate the polarization of the actin cytoskeleton, and HIV-1 can exploit filopodial bridges to spread from cell
to cell. Thus, our data let us to propose a working model in which CDC42 is crucial for the formation of
intercellular extensions that facilitate the transfer of HIV-1 between CD4+ T cells. In support of this model, we
have observed that CDC42 is required for the formation of HIV-1-induced membrane extensions by MOLT-3
cells. An alternative working model is that CDC42 is required for the polarized trafficking of HIV-1 virion
components to the virologic synapse.
We propose to directly examine the roles of CDC42 in HIV-1 cell-to-cell transmission and virological
synapse formation, and to determine whether HIV-1 regulates the activity of CDC42. We also propose to
examine the roles of CDC42 effectors that regulate localized actin assembly and polarized trafficking in HIV-1
spreading. Among these effectors are F-BAR proteins that connect to actin polymerization machinery, as does
the F-BAR protein PACSIN2, which we have recently implicated in the cell-to-cell transmission of HIV-1.
Notably, our preliminary results indicate that certain CDC42 effectors, including the CDC42-regulated actin
polymerase FMNL1 and a putative CDC42 effector that controls polarized exocytosis, have crucial roles in
HIV-1 replication.
The proposed studies have the potential to yield fundamental new insights into the mechanism of an
important but poorly understood mode of HIV-1 transmission. Of particular significance would be the
identification of a kinase downstream of CDC42 as being critical for HIV-1 spreading, since protein kinases
constitute one of the most important groups of drug targets.
抽象的
HIV-1感染的T细胞可以与未感染的T细胞形成稳定的结合物,这一过程被称为“病毒学”
这个过程让人想起“免疫突触”的形成。
CD4+ T 细胞快速极化肌动蛋白细胞骨架、微管组织中心 (MTOC) 和细胞因子
含有针对抗原呈递细胞的囊泡的免疫学过程中 CD4+ T 细胞的极化。
突触的形成依赖于 RHO 家族 GTPase CDC42,这是一种分子开关,在突触形成过程中发挥着关键作用。
真核细胞极性的建立。
我们现在观察到 CDC42 对于 HIV-1 在几种 T 细胞系中的有效传播至关重要
然而,我们的数据也表明 CDC42 对于完成单个细胞是可有可无的。
总之,我们的观察表明 CDC42 参与了 HIV-1 的细胞间传播。
CDC42 通过效应器刺激膜延伸的形成,例如丝状伪足
介导肌动蛋白细胞骨架的极化,HIV-1 可以利用丝状伪足桥从细胞中传播
因此,我们的数据让我们提出了一个工作模型,其中 CDC42 对于细胞的形成至关重要。
促进 HIV-1 在 CD4+ T 细胞之间转移的细胞间延伸 为了支持这一模型,我们。
观察到 CDC42 是 MOLT-3 形成 HIV-1 诱导的膜延伸所必需的
另一种工作模式是 CDC42 是 HIV-1 病毒颗粒极化运输所必需的。
病毒突触的组成部分。
我们建议直接检查 CDC42 在 HIV-1 细胞间传播和病毒学中的作用
突触形成,并确定 HIV-1 是否调节 CDC42 的活性。
研究 CDC42 效应器在 HIV-1 中调节局部肌动蛋白组装和极化运输的作用
这些效应器中包括与肌动蛋白聚合机制相连的 F-BAR 蛋白。
F-BAR 蛋白 PACSIN2,我们最近发现它与 HIV-1 的细胞间传播有关。
值得注意的是,我们的初步结果表明某些 CDC42 效应器,包括 CDC42 调节的肌动蛋白
聚合酶 FMNL1 和控制极化胞吐作用的推定 CDC42 效应子在
HIV-1 复制。
拟议的研究有可能对机制产生基本的新见解
HIV-1 传播的重要但知之甚少的模式尤其重要。
鉴定出 CDC42 下游的激酶对于 HIV-1 传播至关重要,因为蛋白激酶
是最重要的药物靶点之一。
项目成果
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