Cell重磅：双重CRISPR筛选，全面揭示HIV的“帮凶”与“克星”，发现全新抗艾滋病武器

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

艾滋病（AIDS）的元凶——人类免疫缺陷病毒（HIV），之所以难以根治，是因为它极其擅长“劫持”人体免疫细胞（主要是CD4+ T细胞）进行复制和传播。长久以来，科学家们一直在寻找细胞中哪些蛋白质是 HIV 的“帮凶”（促病毒因子），哪些又是“克星”（抗病毒因子）。找到它们，就可能找到阻断 HIV 感染的新靶点。

2026 年 4 月 20 日，Gladstone 研究所的研究人员在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为；Systematic discovery of pro- and anti-HIV host factors in primary human CD4+ T cells 的研究论文。

该研究首次在人类原代 CD4+T 细胞中，利用全基因组 CRISPR 激活筛选和敲除筛选，绘制出了一幅前所未有的 HIV-宿主相互作用全景图，并发现了多个全新的强效抗病毒因子和促病毒因子，其中强效抗病毒因子PPID被证明通过 HIV 衣壳结合并减少其核输入。这些发现为开发艾滋病治疗新策略打开了大门。

告别大海捞针—— CRISPR 筛选的力量

过去的相关研究多依赖于永生化细胞系，与人体内真实的 T 细胞环境相差甚远。而原代 T 细胞难以进行大规模基因操作和高效 HIV 感染，这成为了研究的瓶颈。

在这项最新研就在，研究团队攻克了这些技术难题，建立了一个高效的筛选平台。他们运用了两种基于 CRISPR 的筛选技术——

CRISPR 敲除（CRISPRn）：通过 CRISPR 基因敲除，让特定基因失活，进而观察 HIV 病毒感染是变容易了还是变难了。如果感染变难，说明这个基因可能是 HIV 的“帮凶”；反之，则可能是“克星”。

CRISPR 激活（CRISPRa）：通过 CRISPR 转录激活，让特定基因过表达，进而观察其对 HIV 感染的影响。这尤其有助于发现那些在正常细胞中表达量不高、但一旦过量表达就能强力抑制 HIV 的“隐藏克星”。

研究团队用带有绿色荧光蛋白（GFP）标记的 HIV 病毒感染经过 CRISPR-Cas9（用于 CRISPRn 筛选）或 CRISPR-dCas9（用于 CRISPRa 筛选）转染的 T 细胞，然后通过流式细胞术将感染（发绿光）和未感染（不发光）的细胞分开。通过分析这细胞中 sgRNA 的丰度变化，就能精准定位出影响 HIV 感染的基因。

CRISPRa 和 CRISPRn 筛选

发现影响HIV 感染的宿主因子名单

通过这项大规模的筛选，研究团队鉴定出了多个影响 HIV 感染的宿主因子。

促病毒因子（“帮凶”）：当这些基因被敲除或抑制时，HIV 病毒的感染能力减弱。名单中包括许多转录因子（例如 TBX21）、肿瘤坏死因子超家族成员、细胞骨架相关蛋白以及整合素信号蛋白等。有趣的是，之前已知的辅助受体磺化修饰相关基因（SLC35B2、TPST2）也被确认为强效促病毒因子。

抗病毒因子（“克星”）：当这些基因过表达时，HIV 感染被抑制。CRISPR 激活筛选比 CRISPR 敲除筛选发现了更多的抗病毒因子，凸显了该技术在挖掘“隐藏克星”方面的独特优势。名单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，两个筛选结果高度互补且一致。只有一个基因PPIA（编码 CypA 蛋白）表现特殊：无论是敲除还是过表达，都会降低 HIV 病毒的感染。这与其已知的复杂作用机制相符——适量的 CypA 是 HIV 的“帮凶”，因此，敲除会阻止感染，而过量则会导致病毒衣壳过于稳定，同样阻碍感染。

CRISPRa 和 CRISPRn 筛选结果比较，一致命中结果用绿色表示，不一致的命中结果用浅蓝色表示（只有一个，即 PPIA），仅 CRISPRa 命中结果用粉色表示，仅 CRISPRn 命中结果用紫色表示。

宿主因子如何影响 HIV 病毒的入侵？

这些宿主因子并非通过单一途径影响 HIV。通过后续的次级筛选和表型分析，研究团队发现，它们至少通过三种主要机制发挥作用：

1、调控 T 细胞活化状态：HIV 更易感染活化的 T 细胞。研究发现一部分宿主因子能影响 CD25、CD69 等活化标志物的表达，从而改变细胞对 HIV 的易感性。

2、调控 HIV入侵通道的数量：即改变病毒受体 CD4 和辅助受体 CXCR4 在细胞表面的水平。例如，直接过表达 CXCR4 能极大增强 HIV 的感染，而一些新发现的因子则通过调控这些受体的表达来影响感染效率。

3、干扰病毒生命周期的特定环节：使用 VSV-G 假病毒（绕过 CD4/CXCR4 进入细胞）进行的平行筛选，帮助区分了影响病毒进入环节和进入后环节的因子。

明星抗病毒因子：PI16 与 PPID

在所有新发现的抗病毒因子中，PI16和PPID表现尤为突出，研究团队对它们进行了深入的机制探索。

PI16：守住病毒进入的“大门”，PI16 是一个功能未知的蛋白，该研究发现，过表达 PI16 能强力抑制 HIV 感染，但这种抑制作用在 VSV-G 假病毒实验中消失了。这表明 PI16 作用于病毒通过 HIV 包膜进入细胞的环节。进一步生化实验表明，PI16 能与参与 HIV 膜融合的宿主蛋白相互作用，从而抑制病毒与细胞的融合过程，把病毒挡在细胞门外。

PPID（Cyp40）：在细胞核门口“设卡拦截”，PPID 是另一个明星因子，它是已知促病毒因子亲环蛋白 A（CypA）的旁系同源物。但有趣的是，PPID 发挥着截然相反的抗病毒作用。即使使用假病毒，PPID 的过表达依然能抑制感染，说明它作用于病毒进入细胞之后的步骤。研究团队发现，PPID 同样能够直接结合 HIV 的衣壳蛋白。然而，与 CypA 稳定衣壳、促进其进入细胞核不同，PPID 的结合会减少病毒核心向细胞核的输入，从而将病毒“困”在细胞质中，阻止其整合到人类基因组中。通过结构建模和定点突变，研究人员还鉴定出了 PPID 蛋白中负责抗病毒功能的关键结构域和氨基酸残基。

意义与展望：从图谱到新疗法

这项研究是首次在人类原代 CD4+ T 细胞中，无偏见、系统性地绘制出完整的 HIV-宿主因子相互作用图谱。它不仅验证了许多已知因子，更发现了大量全新因子，极大地扩展了我们对 HIV 与免疫细胞博弈复杂性的认知。

更重要的是，像 PI16 和 PPID 这样具有明确、强效抗病毒机制的新靶点的发现，为未来药物开发提供了全新方向。例如，可以设计小分子药物来模拟 PPID 的功能，干扰 HIV 衣壳的核输入；或者寻找能够上调 PI16 表达的药物，增强细胞对病毒入侵的天然防御。

总的来说，这项研究标志着我们对 HIV 的理解和对抗能力迈上了一个新台阶。从绘制“通缉名单”到解析“作案手法”，科学家们正一步步揭开 HIV 的弱点，为最终战胜艾滋病积累着关键的力量。

论文链接：

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