Cell重磅：雙重CRISPR篩選，全面揭示HIV的“幫兇”與“克星”，發現全新抗艾滋病武器

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

艾滋病（AIDS）的元兇——人類免疫缺陷病毒（HIV），之所以難以根治，是因為它極其擅長“劫持”人體免疫細胞（主要是CD4+ T細胞）進行復制和傳播。長久以來，科學家們一直在尋找細胞中哪些蛋白質是 HIV 的“幫兇”（促病毒因子），哪些又是“克星”（抗病毒因子）。找到它們，就可能找到阻斷 HIV 感染的新靶點。

2026 年 4 月 20 日，Gladstone 研究所的研究人員在國際頂尖學術期刊Cell上發表了題為；Systematic discovery of pro- and anti-HIV host factors in primary human CD4+ T cells 的研究論文。

該研究首次在人類原代 CD4+T 細胞中，利用全基因組 CRISPR 激活篩選和敲除篩選，繪制出了一幅前所未有的 HIV-宿主相互作用全景圖，并發現了多個全新的強效抗病毒因子和促病毒因子，其中強效抗病毒因子PPID被證明通過 HIV 衣殼結合并減少其核輸入。這些發現為開發艾滋病治療新策略打開了大門。

告別大海撈針—— CRISPR 篩選的力量

過去的相關研究多依賴于永生化細胞系，與人體內真實的 T 細胞環境相差甚遠。而原代 T 細胞難以進行大規?；虿僮骱透咝?HIV 感染，這成為了研究的瓶頸。

在這項最新研就在，研究團隊攻克了這些技術難題，建立了一個高效的篩選平臺。他們運用了兩種基于 CRISPR 的篩選技術——

CRISPR 敲除（CRISPRn）：通過 CRISPR 基因敲除，讓特定基因失活，進而觀察 HIV 病毒感染是變容易了還是變難了。如果感染變難，說明這個基因可能是 HIV 的“幫兇”；反之，則可能是“克星”。

CRISPR 激活（CRISPRa）：通過 CRISPR 轉錄激活，讓特定基因過表達，進而觀察其對 HIV 感染的影響。這尤其有助于發現那些在正常細胞中表達量不高、但一旦過量表達就能強力抑制 HIV 的“隱藏克星”。

研究團隊用帶有綠色熒光蛋白（GFP）標記的 HIV 病毒感染經過 CRISPR-Cas9（用于 CRISPRn 篩選）或 CRISPR-dCas9（用于 CRISPRa 篩選）轉染的 T 細胞，然后通過流式細胞術將感染（發綠光）和未感染（不發光）的細胞分開。通過分析這細胞中 sgRNA 的豐度變化，就能精準定位出影響 HIV 感染的基因。

CRISPRa 和 CRISPRn 篩選

發現影響HIV 感染的宿主因子名單

通過這項大規模的篩選，研究團隊鑒定出了多個影響 HIV 感染的宿主因子。

促病毒因子（“幫兇”）：當這些基因被敲除或抑制時，HIV 病毒的感染能力減弱。名單中包括許多轉錄因子（例如 TBX21）、腫瘤壞死因子超家族成員、細胞骨架相關蛋白以及整合素信號蛋白等。有趣的是，之前已知的輔助受體磺化修飾相關基因（SLC35B2、TPST2）也被確認為強效促病毒因子。

抗病毒因子（“克星”）：當這些基因過表達時，HIV 感染被抑制。CRISPR 激活篩選比 CRISPR 敲除篩選發現了更多的抗病毒因子，凸顯了該技術在挖掘“隱藏克星”方面的獨特優勢。名單中包括已知的抗病毒蛋白（例如 MX2、SPN），以及大量此前未知的全新因子。

值得注意的是，兩個篩選結果高度互補且一致。只有一個基因PPIA（編碼 CypA 蛋白）表現特殊：無論是敲除還是過表達，都會降低 HIV 病毒的感染。這與其已知的復雜作用機制相符——適量的 CypA 是 HIV 的“幫兇”，因此，敲除會阻止感染，而過量則會導致病毒衣殼過于穩定，同樣阻礙感染。

CRISPRa 和 CRISPRn 篩選結果比較，一致命中結果用綠色表示，不一致的命中結果用淺藍色表示（只有一個，即 PPIA），僅 CRISPRa 命中結果用粉色表示，僅 CRISPRn 命中結果用紫色表示。

宿主因子如何影響 HIV 病毒的入侵？

這些宿主因子并非通過單一途徑影響 HIV。通過后續的次級篩選和表型分析，研究團隊發現，它們至少通過三種主要機制發揮作用：

1、調控 T 細胞活化狀態：HIV 更易感染活化的 T 細胞。研究發現一部分宿主因子能影響 CD25、CD69 等活化標志物的表達，從而改變細胞對 HIV 的易感性。

2、調控 HIV入侵通道的數量：即改變病毒受體 CD4 和輔助受體 CXCR4 在細胞表面的水平。例如，直接過表達 CXCR4 能極大增強 HIV 的感染，而一些新發現的因子則通過調控這些受體的表達來影響感染效率。

3、干擾病毒生命周期的特定環節：使用 VSV-G 假病毒（繞過 CD4/CXCR4 進入細胞）進行的平行篩選，幫助區分了影響病毒進入環節和進入后環節的因子。

明星抗病毒因子：PI16 與 PPID

在所有新發現的抗病毒因子中，PI16和PPID表現尤為突出，研究團隊對它們進行了深入的機制探索。

PI16：守住病毒進入的“大門”，PI16 是一個功能未知的蛋白，該研究發現，過表達 PI16 能強力抑制 HIV 感染，但這種抑制作用在 VSV-G 假病毒實驗中消失了。這表明 PI16 作用于病毒通過 HIV 包膜進入細胞的環節。進一步生化實驗表明，PI16 能與參與 HIV 膜融合的宿主蛋白相互作用，從而抑制病毒與細胞的融合過程，把病毒擋在細胞門外。

PPID（Cyp40）：在細胞核門口“設卡攔截”，PPID 是另一個明星因子，它是已知促病毒因子親環蛋白 A（CypA）的旁系同源物。但有趣的是，PPID 發揮著截然相反的抗病毒作用。即使使用假病毒，PPID 的過表達依然能抑制感染，說明它作用于病毒進入細胞之后的步驟。研究團隊發現，PPID 同樣能夠直接結合 HIV 的衣殼蛋白。然而，與 CypA 穩定衣殼、促進其進入細胞核不同，PPID 的結合會減少病毒核心向細胞核的輸入，從而將病毒“困”在細胞質中，阻止其整合到人類基因組中。通過結構建模和定點突變，研究人員還鑒定出了 PPID 蛋白中負責抗病毒功能的關鍵結構域和氨基酸殘基。

意義與展望：從圖譜到新療法

這項研究是首次在人類原代 CD4+ T 細胞中，無偏見、系統性地繪制出完整的 HIV-宿主因子相互作用圖譜。它不僅驗證了許多已知因子，更發現了大量全新因子，極大地擴展了我們對 HIV 與免疫細胞博弈復雜性的認知。

更重要的是，像 PI16 和 PPID 這樣具有明確、強效抗病毒機制的新靶點的發現，為未來藥物開發提供了全新方向。例如，可以設計小分子藥物來模擬 PPID 的功能，干擾 HIV 衣殼的核輸入；或者尋找能夠上調 PI16 表達的藥物，增強細胞對病毒入侵的天然防御。

總的來說，這項研究標志著我們對 HIV 的理解和對抗能力邁上了一個新臺階。從繪制“通緝名單”到解析“作案手法”，科學家們正一步步揭開 HIV 的弱點，為最終戰勝艾滋病積累著關鍵的力量。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00382-X