CosMx SMI新作 - 默克与NanoString通过CosMx SMI技术探索HIV感染的潜伏机制

文章概况

近日，默克公司和NanoString联合在Biomaker research期刊上发表了题为“人源化小鼠HIV感染模型中FFPE脾脏组织的单细胞空间谱分析”的文章。该文章利用了CosMx™ Spatial Molecular Imager单细胞空间分子成像平台分析了从人源化小鼠艾滋病病毒感染模型中手术获取的FFPE脾组织切片中的艾滋病病毒感染细胞。文章中使用了人类1000-RNA panel和5个针对HIV的定制探针，具体靶向HIV的gag、pol、env、nef和vif区域，以及一个靶向人类异质核糖核蛋白K（HNRNPK）的探针，以帮助区分小鼠组织中的人源细胞。

研究发现，CosMx™ SMI技术能够有效区分有病毒血症和无病毒血症样本中的感染细胞数量和HIV转录本差异。在无病毒血症样本中，SYK基因（脾酪氨酸激酶，Spleen Tyrosine Kinase）表达显著升高，可能成为HIV潜伏期的潜在生物标志物。CosMx™ SMI技术为进一步探索HIV潜伏机制和病毒库相关的生物标志物提供了重要研究工具。

文章结论

1、CosMx™ SMI单细胞空间成像揭示HIV感染细胞的类型、分布及基因表达特征

研究人员通过注射HIV感染的人源PBMCs建立感染模型，并用抗病毒药物Raltegravir（RAL）治疗部分小鼠以模拟无病毒血症状态。原位杂交（ISH）和免疫组化（IHC）显示，RAL治疗有效降低了小鼠脾组织中的HIV RNA和p24病毒蛋白水平。该结果验证了RAL的抗病毒效果并为后续分析提供了组织样本支持。随后，使用CosMx™ SMI技术对HIV感染小鼠脾脏组织进行RNA和蛋白质空间定位。研究发现，HIV感染细胞主要是CD4+T细胞，且这些感染细胞在基因表达上与未感染的CD4+T细胞存在一定的差异。

人源化小鼠HIV模型的空间特征

2、SYK基因在无病毒血症条件下的HIV感染细胞中高度表达

研究人员使用了五种靶向HIV RNA（gag、pol、env、nef、vif）的探针，分别对有病毒血症和无病毒血症状态下的小鼠脾组织进行分析。在病毒血症组织中，HIV感染细胞的数量显著高于无病毒血症组织。病毒血症样本中检测到2781个感染细胞，而无病毒血症样本中仅有112个感染细胞。随后检测1000种人类基因在HIV感染的CD4+T细胞中的表达情况，在无病毒血症组织中，HIV感染细胞的SYK和CXCL17基因表达显著高于未感染细胞，分别高出约97倍和98倍。相比之下，病毒血症条件下的基因表达变化较小，这可能与HIV潜伏期的宿主生物学特征有关。最后，通过体外实验验证在HIV感染者的CD4+T细胞中SYK基因表达的变化情况，进一步支持了在小鼠模型中观察到的基因表达趋势。

HIV病毒血症与无病毒血症状态的感染细胞的数量与基因表达差异比较分析

文章小结

这篇文章利用CosMx™ SMI单细胞空间分子成像技术，对HIV感染小鼠模型的脾脏组织进行单细胞空间分析，揭示了HIV感染细胞的分布、类型和基因表达特征。研究通过对有病毒血症和无病毒血症状态下的脾组织进行比较，发现无病毒血症条件下的HIV感染细胞数量显著减少，且每个感染细胞的HIV转录本水平较低。此外，SYK和CXCL17基因在无病毒血症的感染细胞中高度表达。实验还通过qPCR验证了在人类HIV感染者的CD4+T细胞中，SYK基因在无病毒血症状态下的显著表达。

这些发现表明，SYK基因可能是HIV潜伏期的潜在生物标志物，有助于更好理解HIV潜伏机制。文章展示了CosMx™ SMI技术在HIV感染研究中的潜力，为进一步探索HIV病毒库和潜伏期的生物标志物提供了新的研究工具。