NC | Ribo-seq揭示HIV-1的隐藏抗原，为疫苗研究开辟新天地

导读

人类基因组的开放阅读框（ORF）长期以来通过经典标准进行注释，要求具有AUG和终止密码子，并能编码超过100个氨基酸。

近期研究发现，成千上万的小ORF（sORF）编码的多肽或微蛋白质通常小于100个氨基酸，并广泛分布在基因组中，尤其是5'非翻译区（UTR）。这些sORF对DNA修复、线粒体功能等具有重要作用，但多数生物学功能尚未明了。sORF的探索为健康和恶性细胞的翻译调控领域带来了重要进展，尤其在癌症抗原方面。

sORF的研究主要依赖Ribo-seq（核糖体印迹分析），并结合质谱免疫肽组学，揭示部分肿瘤细胞中的MHC分子呈递来自sORF的多肽，这些肽在肿瘤中具有特异性或过度表达。病毒感染能激发非经典翻译事件，病毒通过特定特征控制mRNA翻译，产生来自可阅读框（ARF）的肽，这些肽常被称为隐蔽表位（CE），并通过MHC-I分子呈递给CD8+ T细胞。已有研究表明，MHC-I分子也能呈递来自HCMV和SARS-CoV-2的ARF肽。

2025年2月18日，法国巴黎萨克雷大学Arnaud Moris团队在Nature Communications上发表了一篇题为“Unveiling conserved HIV-1 open reading frames encoding T cell antigens using ribosome profiling”的论文，使用Ribo-seq技术描绘了HIV在CD4+ T细胞中的翻译组景观，并识别出98个ARF，对应着分布在HIV基因组中的sORF，包括5′UTR区域。这一研究拓宽了HIV免疫原性抗原的谱系，有助于有效疫苗的设计，揭示病毒微蛋白或假基因的存在。

文章索引

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研究结果

一. HIV的Ribo-seq分析揭示了98个可变阅读框

作者通过Ribo-seq核糖体印迹分析检测HIV感染的CD4+ T细胞，发现HIV基因组中有98个可变阅读框（ARFs），这些ARFs分布在病毒基因组的不同区域，包括5' UTR。

研究者确认HIV不仅在已注释的CDS区域翻译，还在其他区域存在翻译事件。

二. 已识别的可变阅读框（ARFs）在HIV B型和C型分离株中保守

团队分析了HIV B型和C型分离株中98个ARF编码肽的氨基酸序列保守性，发现其保守性在48%到98%之间。大多数ARF并未受到选择压力，但有8个ARF比其重叠的CDS更为保守。

此外，ARF的氨基酸序列保守性与其所在的阅读框及重叠CDS存在显著差异，特别是在env基因区域。

三. 42个ARFs编码病毒多肽，诱发ARF特异性T细胞反应

研究者合成了96种ARF衍生肽并测试其激活HIV感染者PBMCs的T细胞反应。

结果显示，42种ARF编码的肽能激活T细胞反应，涉及HIV基因组各个区域，证明它们在自然感染过程中能够引发免疫反应。

四. ARF特异性T细胞反应由CD4+和CD8+T细胞介导，且具有多功能特征

ARFP特异性T细胞反应主要由CD4+ T细胞介导，且大多数反应表现出多功能性。

ARFP和CDS特异性T细胞反应在强度和多功能性上相似，ARFP衍生肽能在PLWH的PBMCs中诱导多功能T细胞激活。

五. 鉴定在感染的初级CD4+ T细胞上天然呈递的HLA-A*02:01限制的ARF衍生肽

作者通过Ribo-seq核糖体印迹分析和免疫肽组学方法，识别了HIV感染细胞中HLA I类和II类分子呈递的ARF衍生肽。

通过免疫肽组学分析，他们发现ARF衍生肽ILINGQYSL能够被HLA-A*02:01呈递，并能激活PLWH供体的CD4+ T细胞，产生多功能反应。

实验还表明，YSL-ARF能够编码诱导广泛T细胞反应的病毒多肽。

总结

本文通过Ribo-seq技术揭示了HIV-1在感染CD4+ T细胞中的翻译组，发现了98个可变开放阅读框（ARF），大部分ARF的氨基酸序列在HIV-1 B型和C型中高度保守，且ARF编码的肽段能引发HIV感染者中强大的多功能T细胞反应。此发现为疫苗策略提供了新的靶点，并可能揭示病毒微蛋白或假基因的存在。

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