Pomimo skutecznej długotrwałej terapii antyretrowirusowej, HIV utrzymuje się w stanie utajonym jako zintegrowany prowirus w pamięci limfocytów T CD4+1. Struktura chromatyny promotora 5' długich powtórzeń końcowych HIV-1 (LTR) i modyfikacje epigenetyczne, takie jak metylacja i deacetylacja histonów przez metylotransferazy DNA (DNMT) i deacetylazy histonowe (HDAC), są ważnymi mechanizmami prowadzącymi do represji transkrypcji, a tym samym opóźnienia po integracji2,3. Zbadano wiele różnych czynników odwracających latencję (LRA) pod kątem ich skuteczności w indukowaniu produkcji wirusa in vitro i in vivo z utajonych zakażonych limfocytów T spoczynkowych CD4+4,5,6,7,8. Spośród badanych LRA, HDACi (inhibitory HDAC) i inhibitory bromodomeny BET (BETis) indukują odpowiednio dekondensację chromatyny i uwalnianie dodatniego czynnika wydłużania transkrypcji b (P-TEFb), co prowadzi do późniejszego złagodzenia represji transkrypcji w 5'LTR i aktywacji ekspresji HIV9,10,11,12,13. Jednak skala reaktywacji osiągnięta przez te LRA była ograniczona, ponieważ zaobserwowano tylko niewielki wzrost niesplicowanego mRNA HIV (US RNA) związanego z komórkami, wskazującego na transkrypcję wirusa, ex vivo14,15. Co ważne, te LRA nie zdołały również wywołać zmniejszenia częstości występowania utajonych zakażonych komórek.
Ekspresja HIV może być dodatkowo ograniczona przez nieefektywne splicing16, a także defekty w eksporcie jądrowym wielokrotnie splicowanego RNA HIV (MS RNA)17. W związku z tym konieczne jest zidentyfikowanie nowych klas władz lokalnych i regionalnych, które są silniejsze i mogą wpływać na różne aspekty produkcji wirusów po integracji. Ponadto konieczne jest opracowanie nowatorskich testów, które pomogą zdefiniować optymalne związki w celu skutecznego odwrócenia latencji.
Tutaj prezentowany jest protokół, który wykorzystuje podejście wysokoprzepustowe do funkcjonalnej oceny wpływu interwencji na transkrypcję i splicing sterowany przez HIV LTR. Krótko mówiąc, nowy dwukolorowy system reporterski oparty na LTR pLTR.gp140/EGFP. RevΔ38/DsRed (Rysunek 1) służy do oceny reaktywacji wirusa HIV za pomocą cytometrii przepływowej. W tym fluorescencyjnym reporterze ekspresja niesplicowanego mRNA HIV (4 kb) prowadzi do zwiększonej ekspresji białka zielonej fluorescencji (EGFP), podczas gdy ekspresja spliced mRNA (2 kb) doprowadziłaby do ekspresji białka fluorescencyjnego Discosoma sp. red (DsRed). Krótko mówiąc, użyliśmy fluorescencyjnego białka fuzyjnego Env-EGFP, gp140unc. EGFP, gdzie sekwencja kodująca EGFP została umieszczona w ramce z nierozszczepioną i obciętą formą obwiedni (Env). Wprowadzono zmiany mające na celu ablację miejsca rozszczepienia zapobiegającą dysocjacji Env na gp120 i gp41-EGFP oraz skrócenie białka gp160 przed domeną transbłonową, tworząc rozpuszczalny analog Env, który ułatwia prawidłowe fałdowanie i ekspresję EGFP. Po ekspresji w komórce, Rev lokalizuje się w jądrze, gdzie pośredniczy w eksporcie jądrowo-cytoplazmatycznym mRNA env o wielkości 4 kb poprzez interakcję z elementem reagującym na rev (RRE). Skrócenie Env nie zagraża RRE, który znajduje się między gp120 i gp41, a miejscem łączenia A7 3'. W tym systemie splicing w donorze 4 splicingu HIV-1 (SD4) i akceptorze splicingu 7 (SA7) powoduje wytwarzanie mRNA o wielkości 2 kb kodującego niefunkcjonalne białko Rev skrócone do aminokwasu 38 połączonego z białkiem fluorescencyjnym DsRed, RevΔ38-DsRed. Krótko mówiąc, DsRed został wstawiony do 2 nd eksonu Rev przy aminokwasie 38 przez nakładanie się extension18. Aby ułatwić eksport jądrowy niesplicowanego mRNA, wektor ekspresji ssaków kodujący Rev (pCMV-RevNL4.3) został poddany jednoczesnej transfekcji z fluorescencyjnym konstruktem reporterowym (Figura 2). Ten unikalny konstrukt reporterowy opisany tutaj jest przydatny w wysokoprzepustowej ocenie transkrypcji i splicingu wirusa HIV, bez konieczności stosowania wektorów wirusowych.