背景和目的:人免疫缺陷病毒(HIV-1)病毒蛋白R(Vpr)含有96个氨基酸,在HIV-1,HIV-2,SIV中高度保守。Vpr对AIDS的致病机理极其重要,研究表明Vpr在病毒复制过程中具有多种功能:1.影响反转录过程的准确性;2.作为前整合体复合物的一个组成部分参与病毒DNA转运至细胞核;3.使被感染细胞的繁殖周期发生G2期阻滞;4.诱导被感染细胞的凋亡;5.与宿主基因共同反式激活HIV-1长末端重复序列(Long terminal repeat LTR)。但在自然感染过程中它的多态性及其确切功能还有待研究。HIV-1Vpr氨基酸序列特定位点的变异可能会使病毒复制能力减弱、病毒载量下降、疾病进展延缓。本研究首次观察中国感染者HIV-1 Vpr变异株对其致宿主细胞G2期阻滞和细胞凋亡作用的影响,并分析上述现象的可能机制,以及探索Vpr所致细胞周期的变化与细胞凋亡两者的可能关系。方法:本研究室曾检测了154份中国感染者的HIV-1 vpr基因的变异情况,并结合临床资料观察到Vpr蛋白的C末端63、70、85、86、89和94位氨基酸的变异与临床病程改变可能有关。经过统计分析从中挑选出具有中国人HIV-1感染者代表性的14个vpr变异片断。本研究将这些vpr基因PCR产物经纯化后进行HindⅢ和BamHⅠ双酶切,以pcDNA3.1(+)真核表达质粒连接转化实验,14株重组的pcDNA3.1-vpr变异株送测序确认重组成功。将重组质粒用电转染的方法转染Jurkat细胞,用脂质体转染至Hela细胞,同时设立野生株vpr基因、突变株vpr-FS基因、细胞空白对照、空载体空白为对照。经RT-PCR检测目的基因转染成功后,以Pi染色和流式细胞仪检测被转染细胞的细胞周期和细胞凋亡。结果:14个带有不同变异位点的vpr基因片段转染Jurkat细胞和Hela细胞后,显示出不同的致细胞周期阻滞和凋亡的能力。导入HIV-1vpr保守系列后,Jurkat细胞和Hela细胞的G2期阻滞和细胞凋亡率明显升高,但导入vpr C末端截断的vpr-Fs片断、空载体pcDNA3.1(+)和未转染的Jurkat细胞和Hela细胞无此现象。导入中国感染者HIV-1vpr基因序列相对应的Vpr蛋白中含有70V,85P,86G,94G突变的片段,较vpr保守片断其致感染细胞G2期阻滞和凋亡的能力明显下降,且Vpr蛋白的AE亚型致细胞周期阻滞和凋亡能力普遍较其他亚型为低。初步发现vpr诱导G2期百分比越高其所致凋亡率越高。结论:本研究初步发现以下现象:1.HIV-1vpr保守株有明显的致感染细胞G2周期阻滞和细胞凋亡的能力,但vpr C末端截断的vpr-Fs片断无此功能。2.首次发现中国感染者HIV-1 vpr基因表达蛋白的70V,85P,86G,94G突变能使其致感染细胞G2期阻滞和凋亡的能力下降,Vpr的AE亚型普遍致细胞周期阻滞和凋亡能力较其他亚型为低。3.14个变异片断的分析显示vpr诱导G2期阻滞的程度与其致凋亡水平可能相关,提示两者的发生机制可能有一定的关联。