雖然眾所周知病毒HIV可通過性接觸進行傳播，但是這種病毒如何穿過生殖器粘膜到達它在免疫係統中的靶標並未得到很好地理解。在之前的研究中，人們已研究了HIV傳播過程中的不同時間點的生物化學測量值或形態學特征來揭秘這個傳播過程。如今，在一項新的研究中，法國研究人員構建出一種體外的尿道粘膜模型以便自始至終觀察這個過程。相關研究結果發表在2018年5月8日的Cell Reports期刊上，論文標題為“Live Imaging of HIV-1 Transfer across T Cell Virological Synapse to Epithelial Cells that Promotes Stromal Macrophage Infection”。

        法國分子生物學家Morgane Bomsel 說，“我們已對關於HIV如何感染這種組織形成了一種全局觀點，但是通過實時可視化觀察對此進行追蹤是一種完全不同的方法。HIV傳播事件的精確發生順序就能夠被確定，我們對此感到非常吃驚。”

        在這種可視化觀察產生的視頻中，感染了經過綠色熒光標記的HIV的T細胞遇到了這種體外重建的尿道粘膜組織中的上皮細胞。當被感染的T細胞和上皮細胞接觸時，一種稱為病毒突觸(virological synapse)的口袋形成了。在被感染的T細胞中，它的細胞膜發生的這種重排促進傳染性HIV病毒產生，在視頻中，這種傳染性HIV病毒以綠色熒光點出現。隨後，就像老式科幻電影中的爆裂槍的霓虹綠光一樣，這種病毒穿過這種突觸進入尿道粘膜上皮細胞。重要的是，這種上皮細胞不會被感染：這種病毒僅通過轉胞吞作用(transcytosis)穿過這種上皮細胞。一旦它穿過上皮層，它就被基質中的稱為巨噬細胞的免疫細胞捕獲。一兩個小時後，一旦這種傳染性病毒產生並從上皮細胞中脫落下來，這種細胞接觸就結束了，被感染的T細胞繼續移動。

        這些被感染的T細胞通過這種媒介感染存在於所有的生殖器粘液中。盡管遊離的HIV病毒(cell-free virus)能夠穿過尿道粘膜，但是相比於能夠利用這種病毒突觸和轉胞吞作用進行傳播的細胞內HIV(cell-bound virus)，它們穿過尿道粘膜的效率低得多。

        從這種成像觀察中獲得的一個驚人發現是這些被感染的T細胞似乎靶向直接位於巨噬細胞上方的上皮細胞。Bomsel說，“這些巨噬細胞僅是靜止不動，準備著在這種病毒從上皮細胞中逃出來時捕獲它。但是這種動態的觀察讓我們意識到這種病毒突觸總是形成在位於巨噬細胞上方的上皮細胞表麵上形成，這給我們提示著巨噬細胞和上皮細胞之間存在著相互作用。在這種成像觀察之前，我們無法想象到這一點。”

        在20天內，這些巨噬細胞繼續產生並釋放這種病毒，在此之後，它們就進入潛伏的不產生病毒的狀態。但是這種病毒仍然存儲在巨噬細胞中。這對開發HIV治療藥物的努力提出了挑戰，這是因為相比於獲得更加頻繁研究的血液中的T細胞庫(T cell reservoir)，這種病毒在感染過程中更早地到達生殖器組織中的巨噬細胞庫(macrophage reservoir)。

        Bomsel說：“一旦HIV被儲存在病毒庫(不論是T細胞庫還是巨噬細胞庫)中，如果你想要根除這種病毒，那麼這就會讓生活變得非常複雜。利用抗逆轉錄病毒藥物進行治療能夠讓這種病毒庫保持潛伏狀態，但是停止這種治療允許這種病毒反彈並繼續擴散。“因此，目標就是在感染後盡早采取行動，以避免這種病毒庫形成，這就是為何我認為在尿道粘膜中讓疫苗發揮作用是人們所需要的。這是因為人們等不急了。”

        這就是她的團隊已經在開展的研究工作。她說，“我們正在設法清除這種病毒庫，這是因為我們認為一旦激活這種病毒庫，我們就知道如何殺死這種病毒。我們在這項研究中的另一個目標就是開發一種粘膜HIV疫苗。這是一個複雜的領域，但我認為這很重要。”