血小板はウイルス粒子をエンドサイトし、TLR（Toll-like Receptor）シグナルを介して活性化される

Platelets Endocytose Viral Particles and Are Activated via TLR (Toll-Like Receptor) Signaling.

• Meenakshi Banerjee
• Yunjie Huang
• Smita Joshi
• Gabriel J Popa
• Michael D Mendenhall
• Qing Jun Wang
• Beth A Garvy
• Thein Myint
• Sidney W Whiteheart

抄録

目的:

血小板減少症は多くのウイルス感染症と関連しており、ウイルスが血小板と相互作用し、血小板に影響を及ぼすことを示唆している。ウイルス粒子は血小板内に存在し、ウイルス感染者では血小板活性化マーカーが検出される。本論文では、モデルウイルスによって血小板がどのようにエンドサイトーシス、トラフィック、活性化されるかを調べることで、これらのウイルスと血小板の相互作用のメカニズムを明らかにすることを目的とした。アプローチと結果。蛍光標識されたHIV-1偽ウイルス、3次元構造化照明顕微鏡、およびトランスジェニックマウスモデルを使用して、我々は血小板とウイルス間の相互作用をプローブした。マウス血小板は、既知の内細胞化機械、すなわちダイナミン、VAMP（小胞結合膜タンパク質）-3、Arf6（ADP-リボシル化因子6）を用いて、HIV-1偽ウイルスを取り込み、輸送していた。エンドサイト化されたHIV-1偽ウイルスは、初期エンドソーム（Rab4）と後期エンドソーム（Rab7）を経て、LC3（微小管関連タンパク質1A/1B-軽鎖3）コンパートメントに輸送された。ウイルスとのインキュベーションにより、IRAK4（インターロイキン1受容体関連キナーゼ4）、Akt（プロテインキナーゼB）、IKK（IκBキナーゼ）活性化、顆粒分泌、および血小板白血球凝集体形成が誘導された。この活性化にはTLR（Toll様受容体）とMyD88（骨髄分化一次応答蛋白質88）が必要であったが、トロンビンによる活性化よりも広範囲ではなく、遅い活性化であった。インビボでは、HIV-1偽ウイルスの注射は、IKK活性化、血小板白血球凝集体形成、および軽度の血小板減少症によって測定されるように、ウイルスの取り込みおよび血小板活性化をもたらした。これらはすべて、VAMP-3マウスおよび、巨核球/血小板特異的なArf6マウスで減少した。同様の血小板活性化プロファイル（血小板白血球凝集体の増加、血漿中血小板第4因子、およびphospho-IκBα）が、新たに診断されたHIV-1患者および抗レトロウイルス療法でコントロールされたHIV-1患者で検出された。

OBJECTIVE: Thrombocytopenia is associated with many viral infections suggesting virions interact with and affect platelets. Consistently, viral particles are seen inside platelets, and platelet activation markers are detected in viremic patients. In this article, we sought mechanistic insights into these virion/platelet interactions by examining how platelets endocytose, traffic, and are activated by a model virion. Approach and Results: Using fluorescently tagged HIV-1 pseudovirions, 3-dimensional structured illumination microscopy, and transgenic mouse models, we probed the interactions between platelets and virions. Mouse platelets used known endocytic machinery, that is, dynamin, VAMP (vesicle-associated membrane protein)-3, and Arf6 (ADP-ribosylation factor 6), to take up and traffic HIV-1 pseudovirions. Endocytosed HIV-1 pseudovirions trafficked through early (Rab4) and late endosomes (Rab7), and then to an LC3 (microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3) compartment. Incubation with virions induced IRAK4 (interleukin 1 receptor-associated kinase 4), Akt (protein kinase B), and IKK (IκB kinase) activation, granule secretion, and platelet-leukocyte aggregate formation. This activation required TLRs (Toll-like receptors) and MyD88 (myeloid differentiation primary response protein 88) but was less extensive and slower than activation with thrombin. In vivo, HIV-1 pseudovirions injection led to virion uptake and platelet activation, as measured by IKK activation, platelet-leukocyte aggregate formation, and mild thrombocytopenia. All were decreased in VAMP-3 and, megakaryocyte/platelet-specific, Arf6 mice. Similar platelet activation profiles (increased platelet-leukocyte aggregates, plasma platelet factor 4, and phospho-IκBα) were detected in newly diagnosed and antiretroviral therapy-controlled HIV-1 patients.

結論:

これらのデータは、血小板がどのようにしてウイルスをエンドサイトーし、処理するかについての細胞生物学的な知見を提供するものである。我々は、血小板が循環をサンプリングし、取り込んだ潜在的な病原体に反応するメカニズムを提案する。

CONCLUSIONS: Collectively, our data provide mechanistic insights into the cell biology of how platelets endocytose and process virions. We propose a mechanism by which platelets sample the circulation and respond to potential pathogens that they take up.