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HIV-1感染靶细胞需要Env蛋白与第受体CD4和其它多种辅助受体的介导作用，通过蛋白复合物的系列分子构象的改变，帮助完成病毒与细胞的膜融合过程，从而开始病毒在宿主细胞内的复制增殖，除广泛应用的CCR5和CXCR4辅助受体，已经确认和证实十余种其它辅助受体。CCR5和CXCR4作为HIV-1主要利用的辅助受体，其结合的功能区已很清楚，但其它辅助受体的功能区并不明了。目前知道gp120V3区与细胞嗜性转换有关，静电荷数、糖基化、关键位置的氨基酸突变等因素均可影响着HIV-1对CCR5和CXCR4的利用情况。GPR15作为辅助受体的员，可与HIV-1、HIV-2和SIV病毒结合并介导感染，但其在感染中所起到的作用并没有引起足够的重视，因为以往发现的病毒不仅可以应用GPR15辅助受体，更主要的是应用辅助受体CCR5和/或CXCR4，这样GPR15辅助受体在HIV感染中的作用被主要的辅助受体所掩盖，对于V3区与GPR15辅助受体的相互作用机理更是鲜有报道。目前，已经初步探明GPR15辅助受体的天然功能以及在HIV机体感染中的作用。GPR15蛋白广泛表达于肠道细胞中，能够特异地控制T细胞归巢，尤其是调节性T细胞归巢到大肠的固有层。动物实验表明，敲除GPR15基因可使实验鼠的大肠患有重度炎症。粘膜免疫耐受的破坏所引发的的肠炎，也与HIV感染的临床症状相吻合。在HIV-1gp120的参与下，GPR15受体开启信号传导通路，破坏肠道屏障，导致肠道防御能力降低80%，并且对葡萄糖的吸收也下降70%，这在肠病临床症状呈阳性的艾滋病患者体内也已经证实。所以探明HIV-1与GPR15相互作用的分子机制，有着重要的临床意义，并且能够弥补HIV-1感染的机理研究的相关空白。本研究主要围绕株HIV-1病毒——ZP6248病毒株。ZP6248株是从例急性感染期病人分离得到的CD4依赖的HIV-1B亚型病毒，它高效利用GPR15辅助受体，而非CCR5和CXCR4。ZP6248病毒为我们提供了个很好的模型，围绕它的嗜性研究，分别讨论了ZP6248V3区与GPR15嗜性的的分子基础；确定GPR15辅助受体介导病毒感染的重要功能区；初步探究GPR15/CCR5嵌合型辅助受体与ZP6248Env共同介导细胞融合以及细胞凋亡的关联性。在研究ZP6248毒株GPR15嗜性的的分子基础方面，我们根据前期的工作基础，将ZP6248病毒的嗜性研究重点落在V3区。构建YU2（CCR5嗜性）与ZP6248V3区重组的感染性克隆（YU2.6248V3），证实了V3区是决定GPR15嗜性的关键区域。随后，进步以YU2.6248V3为分子基础，将ZP6248V3区异于B亚型V3区的所有8个氨基酸位点，进行逐丙氨酸（Ala）替换。感染实验结果表明，G306A和S322A突变可以明显下调YU2.6248V3的对GPR15+细胞的感染性；其它6个氨基酸位点——307、314、315、316、317和318位的Ala点突变，均使得YU2.6248V3丧失了GPR15辅助受体嗜性；而其中E314A突变克隆恢复了YU2.6248V3对CCR5的利用。观察感染时期的靶细胞发现，YU2.6248V3及其G306A和S322A突变克隆相比较野生型ZP6248病毒，体现出了更强的细胞毒性，可以介导靶细胞的快速死亡。V3区的第11位以及24和/或25位（即306位、321和/或322位）氨基酸是目前公认的决定辅助受体嗜性的关键性因素。鉴于实验证实314位同样具有重要影响力，我们将YU2的上述位点突变为ZP6248的对应氨基酸，考察其感染性。结果显示，单纯的将上述位点突变，YU2仅仅是丧失了CCR5的利用能力，并不能将病毒的辅助受体嗜性变为GPR15。上述结果暗示了，ZP6248V3可能以种特有的构象决定着病毒的GPR15嗜性，并且V3区314位氨基酸在与CCR5和GPR15相互作用的过程中扮演重要角色。在GPR15辅助受体研究方面，我们首次构建了GPR15/CCR5嵌合型辅助受体稳定表达细胞系，考察GPR15的不同胞外区与ZP6248病毒感染的关联性。结果表明，GPR15的第、二、三胞外区是介导ZP6248毒株感染的关键区域，N端胞外区对细胞感染并无直接影响，但是对病毒的长期感染无法有效维持。在细胞融合实验中，仅ZP6248Env蛋白与CD4即可诱发细胞膜融合，内容物交流，而与辅助受体无明显关联。同时，能够介导ZP6248病毒感染的GPR15受体以及嵌合辅助受体GPR15/CCR5-N，均可以与在ZP6248Env的诱导下诱发靶细胞的死亡。上述结果提示我们，GPR15辅助受体介导ZP6248病毒感染的分子机制不同于CCR5（N端和第二胞外区），并且ZP6248病毒参与的细胞膜融合以及细胞死亡之间存在着不同的诱发机制，前者是后者的必要而非充分条件。这为阐明HIV-1引发肠胃病的分子机制，有着极大的现实意义。研究ZP6248病毒高效利用GPR15辅助受体的分子机制具有多方面的意义：首先，ZP6248病毒株分离自例临床病人体内，而非实验室条件下的加工修饰性病毒，课题的来源有着现实意义；其次，ZP6248病毒的特殊表型给我们提供了个非常好的天然模板，可以弥补以往对GPR15嗜性病毒研究无法排除CCR5和/或CXCR4嗜性的干扰；第三，现已证实GPR15是引发肠胃免疫缺陷病症的关键所在，明确GPR15介导病毒感染的关键区域，有望为新药物的研发和临床治疗提供理论依据；最后，GPR15是SIV广泛利用的天然受体，而HIV在起源上与SIV有着进化关联，这对研究人畜共患疾病的分子进化机制，也有着定的指导意义。