Department of Medicine, University of Colorado Denver, Aurora, CO 80045, USA.
J Virol. 2011 Oct;85(19):10189-200. doi: 10.1128/JVI.02529-10. Epub 2011 Aug 3.
Percentages of activated T cells correlate with HIV-1 disease progression, but the underlying mechanisms are not fully understood. We hypothesized that HLA-DR(+) CD38(+) (DR(+) 38(+)) CD4(+) T cells produce the majority of HIV-1 due to elevated expression of CCR5 and CXCR4. In phytohemagglutinin (PHA)-stimulated CD8-depleted peripheral blood mononuclear cells (PBMC) infected with HIV-1 green fluorescent protein (GFP) reporter viruses, DR(-) 38(+) T cells constituted the majority of CCR5 (R5)-tropic (median, 62%) and CXCR4 (X4)-tropic HIV-1-producing cells (median, 61%), although cell surface CCR5 and CXCR4 were not elevated in this subset of cells. In lymph nodes from untreated individuals infected with R5-tropic HIV-1, percentages of CCR5(+) cells were elevated in DR(+) 38(+) CD4(+) T cells (median, 36.4%) compared to other CD4(+) T-cell subsets (median values of 5.7% for DR(-) 38(-) cells, 19.4% for DR(+) 38(-) cells, and 7.6% for DR(-) 38(+) cells; n = 18; P < 0.001). In sorted CD8(-) lymph node T cells, median HIV-1 RNA copies/10(5) cells was higher for DR(+) 38(+) cells (1.8 × 10(6)) than for DR(-) 38(-) (0.007 × 10(6)), DR(-) 38(+) (0.064 × 10(6)), and DR(+) 38(-) (0.18 × 10(6)) subsets (n = 8; P < 0.001 for all). After adjusting for percentages of subsets, a median of 87% of viral RNA was harbored by DR(+) 38(+) cells. Percentages of CCR5(+) CD4(+) T cells and concentrations of CCR5 molecules among subsets predicted HIV-1 RNA levels among CD8(-) DR/38 subsets (P < 0.001 for both). Median HIV-1 DNA copies/10(5) cells was higher in DR(+) 38(+) cells (5,360) than in the DR(-) 38(-) (906), DR(-) 38(+) (814), and DR(+) 38(-) (1,984) subsets (n = 7; P ≤ 0.031). Thus, DR(+) 38(+) CD4(+) T cells in lymph nodes have elevated CCR5 expression, are highly susceptible to infection with R5-tropic virus, and produce the majority of R5-tropic HIV-1. PBMC assays failed to recapitulate in vivo findings, suggesting limited utility. Strategies to reduce numbers of DR(+) 38(+) CD4(+) T cells may substantially inhibit HIV-1 replication.
激活的 T 细胞百分比与 HIV-1 疾病进展相关,但潜在机制尚未完全阐明。我们假设 HLA-DR(+) CD38(+) (DR(+) 38(+)) CD4(+) T 细胞由于 CCR5 和 CXCR4 的表达升高而产生大部分 HIV-1。在感染 HIV-1 绿色荧光蛋白 (GFP)报告病毒的植物血球凝集素 (PHA)刺激的 CD8 耗尽外周血单核细胞 (PBMC)中,DR(-) 38(+) T 细胞构成了大部分 CCR5 (R5)-嗜性 (中位数,62%)和 CXCR4 (X4)-嗜性 HIV-1 产生细胞 (中位数,61%),尽管该亚群细胞表面的 CCR5 和 CXCR4 没有升高。在未经治疗的感染 R5-嗜性 HIV-1 的个体的淋巴结中,DR(+) 38(+) CD4(+) T 细胞中 CCR5(+) 细胞的百分比升高 (中位数,36.4%),与其他 CD4(+) T 细胞亚群相比 (DR(-) 38(-) 细胞的中位数为 5.7%,DR(+) 38(-) 细胞为 19.4%,DR(-) 38(+) 细胞为 7.6%;n = 18;P < 0.001)。在分选的 CD8(-) 淋巴结 T 细胞中,DR(+) 38(+) 细胞 (1.8 × 10(6)) 的 HIV-1 RNA 拷贝数/10(5)细胞高于 DR(-) 38(-) (0.007 × 10(6))、DR(-) 38(+) (0.064 × 10(6)) 和 DR(+) 38(-) (0.18 × 10(6)) 亚群 (n = 8;所有 P < 0.001)。在调整亚群百分比后,DR(+) 38(+) 细胞中平均有 87%的病毒 RNA。CCR5(+) CD4(+) T 细胞的百分比和亚群中 CCR5 分子的浓度预测 CD8(-) DR/38 亚群中的 HIV-1 RNA 水平 (两者均 P < 0.001)。DR(+) 38(+) 细胞中的 HIV-1 DNA 拷贝数/10(5)细胞高于 DR(-) 38(-) (906)、DR(-) 38(+) (814)和 DR(+) 38(-) (1,984) 亚群 (n = 7;P ≤ 0.031)。因此,淋巴结中的 DR(+) 38(+) CD4(+) T 细胞具有升高的 CCR5 表达,对 R5-嗜性病毒高度易感,并产生大部分 R5-嗜性 HIV-1。PBMC 检测未能重现体内发现,提示其应用受限。减少 DR(+) 38(+) CD4(+) T 细胞数量的策略可能会显著抑制 HIV-1 复制。