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Ⅰ型人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus type 1，HIV-1)是获得性免疫缺陷综合征(acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)的病原体。HIV-1具有高度变异性，其侵入靶细胞的机制还不完全清楚。已知病毒的可变区V1/V2和V3区以及保守区的一些氨基酸对病毒利用靶细胞表面的CD4受体和辅助受体有关，并决定病毒对靶细胞的亲嗜性。本课题组前期研究发现，病毒的V4区具有更高的变异性，证明其面临较大的选择压力，但其在病毒侵入靶细胞中的作用尚不明确。本研究通过对HIV-1 ADA(R5亲嗜株)和HXB<,2>(X4亲嗜株)包膜糖蛋白V4区进行部分氨基酸删除和替换，在保留V4区的Loop环状结构基础上，分别构建了突变体ADAV4d1～ADAV4d6(为删除 ADA株V4区部分氨基酸的突变体)、HXB<,2>V4d1～HXB<,2>V4d6(为删除HXB<,2>株V4区部分氨基酸的突变体)以及ADAV4s1～ADAV4s10(为对V4区部分氨基酸用丙氨酸替换的突变体)，并构建相应突变体包膜表达载体。序列鉴定正确后，构建了各突变体的伪病毒ADAV4d1/Luc～ADAV4d6/Luc、ADAV4s1/Luc～ADAV4s10/Luc及HXB<,2>V4d1/Luc～HxB<,2>V4d6/Luc。通过检测伪病毒中HIV-1 gag p24抗原的含量进行伪病毒定量，然后将各突变体的伪病毒分别感染U87.cD4.CCR5细胞和U87.CD4.CXCR4细胞，与未经修饰包膜的伪病毒比较感染靶细胞的能力。结果发现：上述各突变体的伪病毒中，(1)有些丧失了感染靶细胞的能力，包括ADAV4d1/Luc(删除V4区第2～14位氨基酸)、ADAV4d6/Luc(删除第23～34位氨基酸)、HXB<,2>V4d1/Luc(删除第2～13位氨基酸)、HXB<,2>V4d6/Luc(删除第22～33位氨基酸)、ADAV4s2/Luc(用丙氨酸替换第5～7位氨基酸)、ADAV4s9/Luc(用丙氨酸替换第28～30位氨基酸)、 ADAV4s10/Luc(用丙氨酸替换第31～34位氨基酸)：(2)有些感染能力较其野生型增强，包括ADAV4s4/Luc(用丙氨酸替换第11～13位氨基酸)、ADAV4s6/Luc(用丙氨酸替换第17～20位氨基酸)、ADAV4s8/Luc(用丙氨酸替换第25～27位氨基酸)、HXB<,2>V4d2/Luc(删除第8～19位氨基酸)、HxB<,2>V4d3/Luc(删除第11～21位氨基酸)；(3)有些感染能力降低，包括ADAV4d2/Luc(删除第8～20位氨基酸)、ADAV4d3/Luc(删除第11～23位氨基酸)、ADAV4d5/Luc(删除第18～28位氨基酸)、HXB<,2>V4d5/Luc(删除第17～25位氨基酸)、ADAV4s1/Luc(用丙氨酸替换第2～4位氨基酸)、ADAV4s3/Luc(用丙氨酸替换第8～10位氨基酸)、ADAV4s5/Luc(用丙氨酸替换第14～16位氨基酸)、ADAV4s7/Luc(用丙氨酸替换第21～24位氨基酸)。上述结果提示，在HIV-1包膜糖蛋白V4区的N末端一些关键氨基酸(V4<,5～7>)和C末端一些关键氨基酸(V4<,21～24>及V4<,28～35>)在病毒侵入靶细胞的过程中起重要作用，氨基酸替换后病毒丧失或极大地减弱了对靶细胞的感染能力：V4区N-连接的糖基化位点(如ADA毒株的NLT和NGT)可能影响病毒侵入靶细胞，丧失上述位点增强病毒侵入靶细胞的能力。本研究为进一步分析HIV-1侵入靶细胞的机制，研制和开发阻断HIV-1侵入靶细胞的药物和疫苗奠定理论和实验基础，建立了进行包膜糖蛋白修饰及生物信息分析的平台。