M-Secは複数のメカニズムによりHIV-1の細胞間感染を促進する

M-Sec facilitates intercellular transmission of HIV-1 through multiple mechanisms.

• Sameh Lotfi
• Hesham Nasser
• Osamu Noyori
• Masateru Hiyoshi
• Hiroaki Takeuchi
• Yoshio Koyanagi
• Shinya Suzu

抄録

背景:

HIV-1は、離れた細胞をつなぐトンネル状ナノチューブ（TNT）の形成を促進し、マクロファージ間の細胞間ウイルス伝達を助ける。最近の研究では、細胞タンパク質M-Secがこれらの過程で役割を果たしていることが示唆されている。しかし、M-SecがHIV-1の感染にどのようなタイミングで、どのようなメカニズムで、どの程度まで寄与しているのかは完全には解明されておらず、マクロファージを模倣した細胞株モデルがないために、詳細な解析の妨げとなっている。

BACKGROUND: HIV-1 promotes the formation of tunneling nanotubes (TNTs) that connect distant cells, aiding cell-to-cell viral transmission between macrophages. Our recent study suggests that the cellular protein M-Sec plays a role in these processes. However, the timing, mechanism, and to what extent M-Sec contributes to HIV-1 transmission is not fully understood, and the lack of a cell line model that mimics macrophages has hindered in-depth analysis.

結果:

我々は、マクロファージで観察されたように、HIV-1がその病原性タンパク質であるNefとM-Secに依存する方法で、U87細胞においてTNTの数、長さ、厚さを増加させることを発見した。さらに、M-SecはTNTの形成だけでなく、U87細胞の運動性にも必要であり、これらはいずれもウイルス感染に有益であることを発見しました。実際、U87細胞におけるM-Secのノックダウンは、細胞および細胞外画分の両方において、ウイルス産生の有意な遅延をもたらした。この阻害は、野生型ウイルスでは観察されたが、TNT形成だけでなく、感染したマクロファージの遊走も促進することが知られているNefを欠いた変異型ウイルスでは観察されなかった。

RESULTS: We found that HIV-1 increased the number, length and thickness of TNTs in a manner dependent on its pathogenic protein Nef and M-Sec in U87 cells, as observed in macrophages. In addition, we found that M-Sec was required not only for TNT formation but also motility of U87 cells, both of which are beneficial for viral transmission. In fact, M-Sec knockdown in U87 cells led to a significantly delayed viral production in both cellular and extracellular fractions. This inhibition was observed for wild-type virus, but not for a mutant virus lacking Nef, which is known to promote not only TNT formation but also migration of infected macrophages.

結論:

U87細胞の有用な特徴を利用して、M-SecがTNT形成と細胞運動性の両方を促進することで、感染初期のHIV-1の迅速かつ効率的な細胞間感染を媒介していることを明らかにした。

CONCLUSIONS: By taking advantage of useful features of U87 cells, we provided evidence that M-Sec mediates a rapid and efficient cell-cell transmission of HIV-1 at an early phase of infection by enhancing both TNT formation and cell motility.