«Механизмы межклеточной трансмиссии Т-лимфотропного вируса человека и вируса иммунодефицита человека» тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, доктор наук Мазуров Дмитрий Вячеславович

• Мазуров Дмитрий Вячеславович
• доктор наук
• 2022

Оглавление диссертации доктор наук Мазуров Дмитрий Вячеславович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы и степень ее разработанности

Цели и задачи исследования

Научная новизна. Теоретическая и практическая ценность работы

Методология и методы исследования

Положения, выносимые на защиту

Степень достоверности и апробация результатов

Личный вклад автора

Структура и объем работы

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Краткая сравнительная биология Н1У-1 и НТЬУ-1

2.1.1. Проникновение вирусов в клетку

2.1.2. Вирусные геномы

2.1.3. Сборка вирусных частиц

2.2. Варианты трансмиссии Н1У-1 и НТЬУ-1

2.3. Способы количественной оценки межклеточной трансмиссии

2.4. Механизмы межклеточной трансмиссии ретровирусов

2.4.1. Вирусологический синапс

2.4.2. Инфекционный синапс

2.4.3. Вирусные биопленки

2.4.4. Мембранные протрузии (филоподии, туннельные нанотрубки, межклеточные кондуиты) и экзосомы

2.5 Значение различных механизмов трансмиссии для распространения

ретровирусной инфекции in vivo

2.6. Важность изучения механизмов межклеточной трансмиссии ретровирусов человека и связанные с этим проблемы

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

3.1. Клеточные культуры

3.2. Антитела и реагенты

3.3. Конструирование плазмид

3.3.1. Создание интрон-содержащих репортерных векторов для измерения инфекции HIV-1 и HTLV-1

3.3.2. Усовершенствование интрон-содержащих репортерных векторов для измерения инфекции HIV-1 и HTLV-1

3.3.4. Введение мутаций в акцессорные гены HIV-1

3.3.5. Мутагенез тетраспанинов

3.3.6. Нуклеазы Cas9 и ZFN

3.3.7. Гидовые РНК

3.3.8. Донорные ДНК

3.3.9. Прочие плазмиды, использованные в работе

3.4. Получение моноклональных гибридом и иммунных сывороток

3.5. Трансфекция и инфекция

3.5.1. Инфекция выделенными вирусными частицами

3.5.2. Межклеточная инфекция

3.5.3. Измерение кинетики репликации HIV-1

3.6. Иммунопреципитация, вестерн-блот и масс-спектрометрия

3.7. Конфокальная флюоресцентная микроскопия

3.8. Проточная цитометрия и сортировка клеток

3.9. Генетические методы исследования

3.9.1. Детекция indels и целевой интеграции

3.9.2. Библиотека нокаутов GeCKO и NGS

3.10. Прочие методы

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

4.1 Создание интрон-регулируемых векторов для оценки межклеточной инфекции HIV-1 и HTLV-1

4.1.1. Принцип действия векторов

4.1.2. Сравнительный анализ инфекции HIV-1 и HTLV-1 с помощью интрон-регулируемых векторов

4.1.3. Роль цитоскелета в межклеточной инфекции HIV-1 и HTLV-1

4.1.4. Формирование иммунологического синапса не усиливает межклеточную инфекцию HIV-1 или HTLV-1

4.2. Усовершенствование HIV-1 и HTLV-1 интрон-регулируемых векторов

4.2.1. Недостатки ранее созданных векторов

4.2.1. Увеличение эффективности сплайсинга за счет выбора оптимального сайта вставки интрона в ген-репортер

4.2.2. Увеличение экспрессии репортерного белка путем shRNA-опосредованной деградации несплайсированной РНК

4.2.3. Межклеточная трансмиссия HIV-1 увеличивает вероятность инфицирования клетки двумя и более вирусными частицами

4.3. Роль акцессорных генов в инфекции HIV-1 в условиях сокультивирования клеток и инфекции выделенным вирусом

4.3.1. Получение упаковочного вектора HIV-1 с инактивирующей мутацией в генах Vif, Vpu, Vpr и Nef

4.3.2. Инфекция HIV-1 в нелимфоидных клетках слабо зависит от экспрессии акцессорных белков

4.3.3. Вклад акцессорных белков в инфекцию HIV-1 в лимфоидных клетках человека зависит от типа вирусной трансмиссии

4.3.4. Делеция Vpu увеличивает как уровень инфекции, так и множественность инфекции HIV-1 при сокультивировании лимфоидных клеток

4.3.5. Фактор рестрикции BST2 опосредует аггрегацию вирусных частиц на поверхности эффекторных Т-клеток и усиление межклеточной инфекции HIV-1 Avpu

4.4. Роль клеточных факторов в межклеточной инфекции HTLV-1

4.4.1. Структурный белок HTLV-1 Gag взаимодействует с CD82 тетраспаниновой мембранной сетью

4.4.2. Внутренняя петля молекул CD82 и CD81 ответственна за взаимодействие с HTLV-1 Gag

4.4.3. Поиск клеточных факторов, вовлеченных в репликацию HTLV-1, путем скрининга мышиных моноклональных гибридом

4.4.4. Идентификация моноклональных антител, ингибирующих межклеточную инфекцию HTLV-1

4.4.5. Роль О-гликозилирования и Tn антител в межклеточной трансмиссии HTLV-1

4.5. Поиск факторов рестрикции и репликации HIV-1 и HTLV-1 путем скрининга библиотеки нокаутов

4.5.1. Оценка качества переноса лентивирусной библиотеки GeCKO в клетки CEM и Raji/CD4

4.5.2. Идентификация антитела, полученного к биопленкам HTLV-1, с помощью библиотеки GeCKO

4.5.3. Скрининг библиотеки GeCKO для поиска рестрикционных факторов, вовлеченных в межклеточную инфекцию HIV-1

4.5.4. Поиск факторов репликации HIV-1 путем скрининга библиотеки нокаутов GeCKO

4.5.4. Поиск клеточных факторов, вовлеченных в меклеточную репликацию HTLV-1, с помощью библиотеки нокаутов GeCKO

4.6. Разработка нового метода селекции нокаутных клеток

4.6.1. Репликация HIV-1 и HTLV-1 в редактированных клетках, полученных

методом клонирования и клеточной сортировки

4.6.2. Разработка метода SORTS

4.6.3. Преимущество метода SORTS перед клонированием редактированных клеток

4.6.4. Применение метода SORTS для эрадикации HIV-1

4.7. Разработка CRISPR/Cas9 платформы для нокина пептидов gp41 и создания резистентности CD4-лимфоцитов к HIV инфекции

4.7.1. Мембрано-связанные С-пептиды из gp41 эффективно блокируют межклеточную инфекцию HIV-1

4.7.2. Биаллельный нокин пептидов MT-C34 и 2P23 в локус CXCR4 полностью защищает клетки CEM/R5 от заражения репликационно-компетентным HIV-1

4.7.3. Нокин пептида MT-C34 в локус CXCR4 полностью защищает первичные CD4+ лимфоциты человека от межклеточной инфекции HIV-1

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

AAVS1 - нейтральный локус человека, сайт 1 интеграции вируса AAV

ALV - вирус лейкоза птиц

ATLL - острый Т-клеточный лейкоз

CA - капсидный белок вируса

CCR5 - C-C хемокиновый рецептор тип

CRISPR/Cas9 - clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR-associated protein 9 (система геномного редактирования)

CXCR4 - C-X-C хемокиновый рецептор тип

DTS - сигнал транспорта ДНК из вируса SV40

ECM - внеклеточный матрикс

Env - оболочечный белок вируса

FACS - fluorescence-activated single cell sorting

Gag - коровый белок вируса

GeCKO - полноэкзонная библиотека нокаутов CRISPR/Cas9 GPI - гликозилфосфотидилинозитол gRNA - гидовая (направляющая) РНК

HAM/TSP - аутоиммунное поражение центральной нервной системы, вызванное HTLV-1

HDR - гомологичное соединение концов ДНК HIV-1 - вирус иммунодефицита человека, тип 1 HR2 - heptad repeat

HTLV-1 - Т-лимфотропный вирус человека, тип

И^ - инфекционный синапс

^ - иммуноглобулин

IN - вирусная интеграза

1Б - иммуунологический синапс

LTR - длинные терминальные повторы у ретровирусов ЬУ - лентивирусны вектор МА - матриксный белок вируса

МОБС - дендритные клетки моноцитарного происхождения

МНС - комплекс гистосовместимости

МЬУ - вирус лейкоза мышей

М01 - множественность инфекции

МТОС - центр организации микротрубочек

N08 - сиквенирование нового поколения

КНБ1 - негомологичное соединение концов ДНК

КЬБ - сигнал нуклеолокализации

ОЯБ - открытая рамка считывания

РВМС - мононуклеары периферической крови

RT - обратная транскриптаза

БА - сплайс-акцептор сайт

ББ - сплайс-донор сайт

SEE - стафилококковый энтеротоксин E shRNA - короткая шпилечная РНК

SORTS - метод селекции редактированных клеток (Surface Oligonucleotide knock-in for Rapid Target Selection)

TCR - Т-клеточный рецептор

TNT - тунельные нанотрубки

VB - вирусные биопленки

VCC - вирус-содержащие компартменты

VLP - вирусо-подобные частицы

VS - вирусологический синапс

VSVG - белок G из вируса везикулярного стоматита

ZFN - нуклеаза «цинковые пальцы»

АПК - антигенпредставляющая клетка

ДК - дендритные клетка

1. ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему ««Механизмы межклеточной трансмиссии Т-лимфотропного вируса человека и вируса иммунодефицита человека»»

Актуальность проблемы и степень ее разработанности

В настоящее время известно два ретровируса, являющихся патогенными для человека, — это вирус иммунодефицита человека (HIV) и Т-лимфотропный вирус человека (HTLV). Оба вируса заражают Т-лимфоциты: HIV инфицирует CD4+ клетки, HTLV поражает как CD4+, так и CD8+ лимфоциты. Инфицирование HIV в скором времени вызывает развитие приобретенного иммунодефицита (СПИД) и без лечения приводит в конечном итоге к смерти от оппортунистических инфекций (1). HTLV имеет эндемический характер распространения с повышенным уровнем инфицирования в Японии, Южной и Центральной Америке, Австралии, ряде стран Северной Европы. Через 10-60 лет после заражения HTLV у 5-10% индивидуумов развивается Т-клеточный лейкоз или аутоиммунное заболевание ЦНС, в основном в виде миелопатии или спастического парапареза (2-4). По данным ВОЗ более 36 млн человек в мире и более 1 млн человек в России живут с диагнозом HIV-инфицированный. Количество инфицированных HTLV в мире достигает 15-20 млн. Россия не относится к эндемичным странам по HTLV-1. В связи с отсутствием обязательного тестирования на вирус, точных данных по распространению HTLV в России нет.

Одной из отличительных особенностей HIV и HTLV является возможность передачи вируса от инфицированной к здоровой клетке непостредственно при прямом клеточном контакте, что называют «межклеточной трансмиссией». В отличие от классического пути передачи, когда вирус отпочковывается от клетки-продуцента, попадает в биологические жидкости, находит клетку-мишень, связывается с ней и инфицирует ее, межклеточная трансмиссия оказалась более эффективным способом заражения для HIV (5, 6) и практически единственным способом распространения HTLV инфекции (7, 8). Важность изучения механизмов межклеточной трансмиссии ретровирусов определяется не только тем, что данный способ распространения инфекции HIV и HTLV in vivo признан очень важным (9),

но и тем, что он способствует ускользанию вируса от действия противовирусных агентов. Так было показано, что межклеточная трансмиссия HIV обладает повышенной устойчивостью к действию широко-нейтрализующих антител (10-12). Частота инфицирования клетки-мишени двумя и более вирусными частицами повышается при межклеточной трансмиссии (13-15), что повышает вероятность появления рекомбинантных форм HIV и соответственно увеличивает риск развития множествественной резистентности к антиретровирусным препаратам и ускользания от иммунного надзора.

Несмотря на то, что ранее были изучены различные типы вирус-индуцированных межклеточных контактов и установлены молекулы, вовлеченные в инициацию контактной транспортировки вируса из эффекторной клетки в клетку-мишень, многое в механизмах трансмиссии остается неясным. Прежде всего, непонятно насколько сильно перенос вирусных частиц, наблюдаемый при микроскопии, коррелирует с уровнем инфекции в данных условиях. Задача точной количественной оценки репликации вируса при сокультивировании клеток-продуцентов и клеток-мишеней оказалась нетривиальной, так как клетки могут находиться на разных стадиях инфицирования, а отделение клеток-продуцентов от клеток-мишеней, находящихся в смеси - сложная задача. Таким образом, требуются новые методы, позволяющие точно измерять инфекцию в данных условиях. Кроме того, в отличие от HTLV, выделенные вирусные частицы HIV эффективно инфицируют клетки. Иными словами, при сокультивировании клеток мы имеем дело с двумя видами трансмиссии HIV - межклеточной и классической (свободным вирусом) - что дополнительно усложняет анализ уровней репликации. Отсюда, понимание механизмов межклеточной трансмисии и инфекции, и разработка современных антиретровирусных препаратов (химических веществ, антител, пептидов и пр.), направленных на ингибирование или нейтрализацию инфекции не только свободным вирусом, но и в условиях межклеточной трансмиссии, будут способствовать более эффективной борьбе с ретровирусами человека.

Цели и задачи исследования

Цель работы: разработка метода оценки инфекции Н1У-1 и НТЬУ-1 в условиях сокультивирования клеток и изучение роли отдельных клеточных и вирусных белков в репликации данных ретровирусов в условиях межклеточного контакта и инфекции свободным вирусом.

Были поставлены следующие задачи:

1. Создать интрон-регулируемые векторы, с помощью которых можно количественно оценивать уровни инфекции Н1У-1 и НТЬУ-1 при сокультивировании трансфецированных клеток-продуцентов вируса и клеток-мишеней.

2. Провести сравнительный анализ репликации вирусов Н1У-1 и НТЬУ-1 в условиях образования вирусологического и иммунологического синапсов, а также инфекции свободным вирусом.

3. Получить усовершенствованные векторы для измерения межклеточной инфекции Н1У-1 и НТЬУ-1 за счет улучшения сплайсинга и деградации несплайсированной репортерной РНК.

4. Изучить роль акцессорных белков Н1У-1 - антагонистов факторов рестрикции - в репликации вируса в условиях межклеточного контакта и инфекции свободными вирусными частицами.

5. Оценить роль тетраспанинов СБ81 и СБ82 и О-гликозилирования белков СБ43 и СБ45 в межклеточной трансмиссии НТЬУ-1, описать механизмы воздействия этих белков на вирусную передачу.

6. Используя библиотеку нокаутов и интрон-содержащие векторы, провести поиск клеточных факторов, вовлеченных в репликацию Н1У-1 и НТЬУ-1, и изучить роль некоторых из них путем получения индивидуальных нокаутов.

7. Разработать новый метод селекции клеток с индивидуальным нокаутом и на его основе создать CRISPR/Cas9 платформу для борьбы с инфекцией HIV-1 путем нокина пептидных ингибиторов слияния.

Научная новизна. Теоретическая и практическая ценность работы

Созданы принципиально новые векторы для количественной оценки межклеточной репликации HTLV-1 и HIV-1 в условиях сокультивирования клеток-продуцентов вируса и клеток-мишеней. В основе конструкции лежит конценпция разрыва репортерного гена интроном и реверсии экспресионной кассеты относительно вирусного генома, что позволяет детектировать экспрессию репортера только в инфицированных клетках-мишенях и обеспечивает нулевой уровень фоновой активности репортера. С помощью данных векторов, названных inLuc, проведен сравнительный анализ репликации HTLV-1 и HIV-1, показавший, что клеточный контакт усиливает HTLV-1 инфекцию в 1000 раз, а HIV-1 инфекцию - более чем в 2 раза. Впервые показано, что индукция иммунологического синапса (IS) не влияет на межклеточную инфекцию ретровирусов, опосредованную вирусологическим синапсом (VS), что говорит о принципиальной разнице между IS и VS. За счет повышения эффективности сплайсинга и деградации несплайсированной РНК гена-репортера созданы интрон-содержащие векторы второго поколения с существенно более высокой чувствительностью детекции межклеточной инфекции. Используя усовершенствованные векторы inGFP и inmCherry, мы подтвердили на уровне индивидуальных клеток данные ряда авторов о том, что VS существенно увеличивает множественность инфекции HIV-1 , что является основой для образования рекомбинационных мутантов вируса. С помощью той же пары векторов были получены данные о том, что делеция акцессорного белка Vpu и в меньшей степени Nef усиливают межклеточную инфекцию HIV-1, в то время как инфекционность свободных вирусных частиц HIV-1 ожидаемо снижалась при делеции любого из четырех акцессорных генов вируса. Таким образом, впервые было показано противоположное действие ряда

рестрикционных факторов на репликацию HIV-1 в условиях образования клеточного контакта.

Впервые было описано прямое белковое взаимодействие между HTLV-1 Gag и тетраспанинами CD82 и CD81, идентифицирована внутренняя петля тетраспанинов, как домен, с которым связывается Gag. Показана локализация тетраспанина CD82 с области HTLV-1 VS, что говорит о потенциальной роли тетраспанинов в межклеточной трансмиссии HTLV-1. Путем скрининга мышиных гибридом получены Tn-антитела, ингибирующие HTLV-1 трансмиссию, выяснена роль молекул CD43 и CD45 в предотвращении образовании ложных межклеточных контактов, ингибирующих формирование VS и вирусную трансмиссию. Путем скрининга антител к вирусным биопленкам (VB), был выявлен ряд мажорных белков: CD4, CD150, CD25, CD70, CD80 и CD82. Все они являются трансмембранными и скорее всего инкорпорируются в вирусные частицы HTLV-1. Однако VB состоят также из матриксных белков, которые, однако, не удалось индентифицировать. Методом скрининга библиотеки нокаутов GeCKO выявлен ряд генов, важных для репликации HIV-1 и HTLV-1, в частности гены KPNA1, KPNA4 и GAPR1 для HTLV-1.

^здан уникальный метод SORTS (Surface Oligopeptide knock-in for Rapid Target Selection), позволяющий за счет экспрессии коротких поверхностных тагов с помощью FACS-сортировки быстро получить нокауты по внутриклеточным и секретируемым белкам. В отличие от традиционных репортерных генов размер разработанного нами селекционного маркера вместе с коротким терминатором транскрипции составляет около 250 нуклеотидов, что обеспечивает высокий уровень его нокина в ген-мишень. Метод SORTS был адаптирован под эрадикацию HIV-1 и нокин коротких пептидов MT-C34 и 2P23 из домена HR2 вирусного белка gp41 в ген CXCR4. Нокаутирование CXCR4 с одновременной экспрессией пептидов, ингибирующих слияние вируса с клеткой, обеспечивало полную

резистентность клеток CEM и CD4-лимфоцитов человека к заражению как выделенными частицами HIV-1, так трансмиссии между клетками.

Таким образом, наши исследования не только вносят определенный вклад в понимание механизмов межклеточной трансмиссии ретровирусов человека, но с практической точки зрения предлагают также очень полезные инструменты, с помощью которых можно вести поиск новых лекарственных и иммунобиологических средств, направленных на ингибирование репликации вирусов в условиях межклеточных контактов. Адаптация метода SORTS для генотерапии HIV-1 открывает новые возможности в эрадикации вирусной инфекции или по крайней мере приобретении долгосрочной устойчивости к размножению вируса в организме, или так называемого фунцкионального излечения.

Методология и методы исследования

Основными объектами исследования являлись ретровирусы человека HIV-1 и HTLV-1 и вирус-пермессивные лимфоидные и нелимфоидые клеточные линии и первичные лимфоциты человека. Для изучения механизмов межклеточной трансмиссии ретровирусов человека применяли современные методы молекулярной вирусологии, иммунологии, микроскопии, белкового и нуклеиновго аннализа. Ряд методов, такие как, количественное измерение межклеточной инфекции с помощью репортеных генов и метод селекции гено-редактированных клеток SORTS являются оригинальной разработкой автора или были созданы при его активном участии.

Положения, выносимые на защиту

1. Сконструированы и усовершенствованы интрон-содержащие репортерные векторы, позволяющие количественно оценивать уровни инфекции HIV-1 и HTLV-1 в культуре клеток без выделения вирусных частиц.

2. С помощью разработанных векторов показано, что межклеточная инфекция HTLV-1 в 10 тыс. раз, а HIV-1 более чем в 2 раза эффективней, чем инфекция свободным вирусом. Цитоскелет играет ключевую роль в реализации межклеточной трансмиссии, тогда как контакт по типу иммунологического синапса не способствует ей.

3. Действие рестрикционных факторов, ограничивающих репликацию HIV-1, зависит от типа вирусной трансмиссии: инактивация акцессорного белка Vpu или Nef существенно снижает инфекционность выделенных вирусных частиц, но повышает уровень межклеточной инфекции.

4. Тетраспанины CD82 и CD81, взаимодействующие с белком Gag через внутреннюю петлю, а также О-гликозилированные молекулы CD43 и CD45 на поверхности эффекторных Т-клеток необходимы для межклеточной трансмиссии HTLV-1.

5. Разработаны инфекционные тесты для скрининга библиотеки нокаутов GeCKO в целях поиска и изучения генов, вовлеченных в репликацию HIV-1 и HTLV-1. С помощью скрининга выявлены кандидатные гены HUWE1 и SGK1 для HIV-1 и KPNA1, KPNA4, CD82 и GAPR1 для HTLV-1.

6. Создан новый способ селекции редактированных клеток SORTS, позволяющий быстро получать индивидуальные нокауты по внутриклеточным и секретируемым белкам.

7. Метод SORTS адаптирован для борьбы с инфекцией HIV-1 путем инактивации провирусной ДНК и нокина пептидных ингибиторов слияния из gp41 в локус CXCR4. Показана высокая резистентность редактированных лимфоидных клеток и первичных лимфоцитов к инфекции HIV-1.

Степень достоверности и апробация результатов

Результаты работы опубликованы в рецензируемых научных журналах (в том числе в PLoS Pathogens, Journal of Biological Chemistry, FEBS Journal, Journal of Virology, Scientific Reports, mBio и других) и представлены автором на российских и международных конференциях.

По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ в рецензируемых научных журналах, результаты работы представлены также на 20 конференциях в виде постреных или устных докладов.

Статьи в научных журналах:

1. Mazurov D, Heidecker G, Derse D. HTLV-1 Gag protein associates with CD82 tetraspanin microdomains at the plasma membrane. Virology. 2006 Mar 1;346(1):194-204. Epub 2005 Dec 1.

2. Mazurov D, Heidecker G & Derse D The inner loop of tetraspanins CD82 and CD81 mediates interactions with human T cell lymphotrophic virus type 1 Gag protein. J Biol Chem 282, 3896-3903 (2007).

3. Mazurov D, Ilinskaya A, Heidecker G, Lloyd P, Derse D. Quantitative comparison of HTLV-1 and HIV-1 cell-to-cell infection with new replication dependent vectors. PloS Pathog. 2010 Feb 26;6(2):e1000788

4. Mazurov D, Ilinskaya A, Heidecker G, Filatov A. Role of O-glycosylation and expression of CD43 and CD45 on the surfaces of effector T cells in human T cell leukemia virus type 1 cell-to-cell infection. J Virol. 2012 Mar; 86(5):2447-58.

5. Mazurov D, Barbashova L, Filatov A. Tetraspanin protein CD9 interacts with metalloprotease CD10 and enhances its release via exosomes. FEBS J. 2013 Mar;280(5): 1200-13

6. Nikolaitchik O, Keele B, Gorelick R, Alvord WG, Mazurov D, Pathak VK, Hu WS. High recombination potential of subtype A HIV-1. Virology. 2015 Jul 8;484: 334340.

7. Shunaeva A, Potashnikova D, Pichugin A, Mishina A, Filatov A, Nikolaitchik O, Hu WS, Mazurov D. Improvement of HIV-1 and Human T Cell Lymphotropic Virus Type 1 Replication-Dependent Vectors via Optimization of Reporter Gene Reconstitution and Modification with Intronic Short Hairpin RNA. J. Virol. 89, 10591-601 (2015).

8. Tarasevich, A., Filatov, A., Pichugin, A. & Mazurov, D. Monoclonal antibody profiling of cell surface proteins associated with the viral biofilms on HTLV-1 transformed cells. Acta Virol. 59, 247-56 (2015).

9. Zotova A, Zotov I, Filatov A, Mazurov D. Determining antigen specificity of a monoclonal antibody using genome-scale CRISPR-Cas9 knockout library. J Immunol Methods. 2016 Dec; 439:8-14.

10. Zotova A, Lopatukhina E, Filatov A, Khaitov M, Mazurov D Gene Editing in Human Lymphoid Cells: Role for Donor DNA, Type of Genomic Nuclease and Cell Selection Method. Viruses. 2017 Nov 2;9(11). Pii: E325.

11. А.А. Зотова, А.А. Атемасова, А.В. Филатов, Д.В. Мазуров Факторы рестрикции вируса иммунодефицита человека и их неоднозначная роль в инфекции. Молекулярная биология, том 53 (2019) № 2, стр. 240-255.

12. Zotova A, Pichugin A, Atemasova A, Knyazhanskaya E, Lopatukhina E, Mitkin N, Holmuhamedov E, Gottikh M, Kuprash D, Filatov A, Mazurov D Isolation of gene-edited cells via knock-in of short glycophosphatidylinositol-anchored epitope tags. Sci Rep. 2019 Feb 28;9(1):3132.

13. Zotova A, Atemasova A, Pichugin A, Filatov A, Mazurov D Distinct Requirements for HIV-1 Accessory Proteins during Cell Coculture and Cell-Free Infection. Viruses. 2019 Apr 26;11(5). Pii: E390.

14. Мазуров Д.В. Селекция редактированных клеток методом SORTS. Глава 22 в монографии «Методы редактирования генов и геномов», Новосибирск, Издательство Сибирского отделения РАН, 2020, стр. 413-444.

15. Зотова А.А., Мазуров Д.В. Применение библиотеки нокаутов GeCKO для идентификации моноклональных антител и изучения ретровирусов человека

Глава 22 в монографии «Методы редактирования генов и геномов», Новосибирск, Издательство Сибирского отделения РАН, 2020, стр. 445-472.

16. Kalinichenko S, Komkov D, Mazurov D HIV-1 and HTLV-1 Transmission Modes: Mechanisms and Importance for Virus Spread. Viruses. 2022 Jan 14;14(1): 152 doi: 10.3390/v14010152.

17. Maslennikova A, Kruglova N, Kalinichenko S, Komkov D, Shepelev M, Golubev D, Siniavin A, Vzorov A, Filatov A, Mazurov D Engineering T-Cell Resistance to HIV-1 Infection via Knock-In of Peptides from the Heptad Repeat 2 Domain of gp41. mBio. 2022 Jan 25;13(1):e0358921.

Тезисы докладов на конференциях:

18. Dmitriy Mazurov, Gisela Heidecker, Patricia Lloyd and David Derse Interaction of CD82 Tetraspanin with HTLV-1 Gag Protein, but not HIV Analog. Abstract. Fourth Annual Fellows and Young Investigators Retreat, March 9-11, 2004, Williamsburg, Virginia, p.37.

19. Dmitriy Mazurov, Gisela Heidecker, Patricia Lloyd and David Derse Interaction of CD82 Tetraspanin with HTLV-1 Gag Protein. Abstract of paper presented at the 2004 meeting on Retroviruses, May 25-May 30 2004, Cold Spring Harbor, New York, p27.

20. Dmitriy Mazurov, Gisela Heidecker, Patricia Lloyd and David Derse Mobilization and transfer of HTLV-I in the context of the immunological synapse. Abstract of paper presented at the 2005 meeting on Retroviruses, May 24-May 29 2005, Cold Spring Harbor, New York, p.34.

21. Dmitriy Mazurov, Gisela Heidecker and David Derse. Mapping the interaction domain of CD82 required for association with HTLV-1 Gag. Abstract of paper presented at the 2006 meeting on Retroviruses, May 23-May 28 2006, Cold Spring Harbor, New York, p.26.

22. D. Mazurov, G. Heidecker, and D. Derse. Human T Cell Leukemia Virus Type 1 Gag Targets Inner Loop of the Tetraspanins CD82 and CD81. Abstract of paper presented

at the 7th Annual Symposium on Antiviral Drug Resistance, November 12-15, 2006, Westfields Conference Center, Chantilly, Virginia, Vol.1, p.89.

23. Dmitriy Mazurov, Gisela Heidecker, and David Derse. Development of HIV-1 and HTLV-1 vectors to study cell-mediated infection. Abstract of paper presented at the 2007 meeting on Retroviruses, May 22-May 27 2007, Cold Spring Harbor, New York, p.33-34.

24. Dmitriy Mazurov, Gisela Heidecker, David Derse and Alexander Filatov. O-glycosylation of proteins on a surface of T cells is critical for HTLV-1 cell-to-cell infection. Abstracts of papers presented at the 2010 meeting on Retroviruses, May 2429, 2010, Cold Spring Harbor Laboratories, New York, USA, p.12.

25. Dmitriy Mazurov Viral synapse formation and macromolecule trafficking during cell-to-cell HIV-1 transmission. Oral presentation at U.S.-Russia Bilateral Research Collaboration, Washigton DC, USA, April 23-24, 2015, p.143.

26. Zotova A.A., Mazurov D.V. Replication of HIV-1 with accessory gene deletions in cell-coculture and cell-free modes of transmission. Oral presentation at "NIH - RFBR Collaborative Research Partnership: Meeting to Identify Scientific Priorities for U.S.Russia Research Collaboration in the Prevention and Treatment of HIV/AIDS Co-Morbidities and Workshop for Early-Career Investigators", Saint-Petersburg, Russia, April 13-15, 2016 г., p.34-35.

27. Mazurov D.V. New prospects in studies of HIV-1 cell-to-cell infection using CRISPR/Cas9 на международной конференции. Oral presentation at "NIH - RFBR Collaborative Research Partnership:Meeting to Identify Scientific Priorities for U.S.Russia Research Collaboration in the Prevention and Treatment of HIV/AIDS Co-Morbidities and Workshop for Early-Career Investigators", Saint-Petersburg, Russia, April 13-15, 2016 г., p.19.

28. Зотова А.А., Мазуров Д.В. Репликация мутантного по аксессорным генам ВИЧ-1 в условиях межклеточной трансмиссии и инфекции свободным вирусом. Доклад на XV научной конференции молодых ученых «Иммунология сегодня:

традиции и инновации», Москва, Институт иммунологии, 22 апреля 2016 г. в сборнике журнала «Иммунология» p.31-32.

29. Мазурова Д.В. Создание безопасных векторов для определения межклеточной трансмиссии вируса ВИЧ-1. Доклад на III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Социально-значимые и особо опасные инфекционные заболевания», Сочи, 1-4 ноября 2016 г., стр. 14.

30. A. Zotova, D. Mazurov GeCKO library Screening for identification of cellular factors critical for HTLV-1 replication. Abstract of paper presented at 42nd FEBS Congress, Jerusalem, Israel, 2017. Опубликовано в FEBS Journal 284(Suppl. 1) (2017) 70-99 DOI: 10.1111/febs. 14171, p. 115.

31. Атемасова А. А., Лопатухина Е. В., Зотова А. А., Мазуров Д. В. Функциональная характеристика нокаутных клеток, полученных методом нокина GPI-заякоренных эпитопных тагов. Доклад на международной конференции «CRISPR-2018», Новосибирск, 10-14 сентября 2018 года. Опубликовано в журнале Гены и Клетки №2-2,Том XIII, стр.24

32. Мазуров Д.В. Новый метод селекции редактированных клеток путем нокина коротких GPI-заякоренных эпитопных тагов. Доклад на международной конференции «CRISPR-2018», Новосибирск, 10-14 сентября 2018 года. Опубликовано в журнале Гены и Клетки, №2-2,Том XIII, стр.42-43.

33. Зотова А.А., Атемасова А.А., Лопатухина Е.В., Взоров А.Н., Филатов А.В., Мазуров Д.В. Поиск факторов репликации HIV-1 и HTLV -1 с помощью скрининга библиотеки нокаутов GeCKO» Доклад на международной конференции «CRISPR-2018», Новосибирск, 10-14 сентября 2018 года Опубликовано в журнале Гены и Клетки, №2-2,Том XIII, стр.33.

34. Мазуров Д.В. Конструирование ВИЧ-1-эффекторных и ВИЧ-1-резистентных Т клеток человека с помощью модифицированного метода SORTS. Устный доклад на VI съезд биохимиков России, Дагомыс, Сочи, 1-6 октября 2019 г. Сборник тезисов ISBN: 978-5-00150-521-1, стр. 152.

35. Dmitriy Mazurov, Alexandra Maslennikova, Dmitriy Komkov and Anastasia Zotova. Application of SORTS, a Novel Gene-Edited Cell Selection Method for HIV Study and Therapy. Abstract of poster presented at Viruses 2020 - Novel Concepts in Virology, Barcelone, Spain, February 5-7, 2020. Опубликовано Proceedings, MDPI, 2020, 50/1, p. 13.

36. Мазуров Д.В. «Метод SORTS и области его применения для редактирования геномов». Устный доклад на IX съезде Российского общества медицинских генетиков, 30 июня -2 июля 2021 г., Москва, опубликовано в журнале Медицинская генетика, стр. 15-16.

37. Mazurov D, Maslennikova A. "SORTS is a novel method for selection of gene-edited cells: advantages and new areas of application" Abstract of on-line poster presented at 45th FEBS Congress, Lubljana, Slovenia, 3-8 July, 2021. Опубликовано FEBS Open Bio 11/1, p.33.

Личный вклад автора

Все описанные в диссертационной работе результаты получены автором самостоятельно или под его руководством. Интрон-содержащие векторы были изначально разработы в лаборатории репликации ретровирусов под руководством David Derse (NCI-Frederick, США) и при непосредственном участии автора. Основные концептуальные идеи по дальнейшему усовершенствованию данных векторов, их применению в целях изучения механизмов межклеточной трансмиссии HIV-1 и HTLV-1, а также разработке метода SORTS и его модификаций принадлежат автору. Все работы с живым репликационно-компетентным вирусом HIV-1 были проведены в сотрудничестве с Синявиным А.Э. и Взоровым А.Н. из Национального исследоваетльского центра эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи. Значительный личный вклад автора в работу подтверждается публикациями, в большинстве которых автор стоит на первом месте или является корреспондирующим.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав ("Обзор литературы", "Материалы и Методы", "Результаты и обсуждение", "Заключение") и выводов. Работа изложена на 167 страницах, содержит рисунков 51, таблиц 8. Список литературы включает 201 источников.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

К настоящему времени только два вируса из семейства ретровирусов, а именно вирус иммунодефицита человека HIV типов 1 и 2 и Т-лимфотропный вирус человека HTLV типа 1 являются патогенными для человека. Оба вируса инфицируют преимущественно CD4-позитивные Т-лимфоциты. Репликация HIV вызывает апоптотическую гибель инфицированных CD4 Т-лимфоцитов, что в конечном итоге приводит к развитию синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). HIV-2 по сравнению с HIV-1 менее распространен и характеризуется более мягким течением СПИДа. Вскоре после заражения HTLV-1, инфекция переходит в латентную фазу, длящуюся годами-десятилетиями, после чего в результате трансформации инфицированных Т-лимфоцитов примерно у 5% людей развивается острый Т-клеточный лейкоз (ATLL), имеющий неблагоприятный исход. С меньшей частотой (1-2%) у HTLV-1-инфицированных людей развивается аутоиммунное поражение центральной нервной системы под названием HTLV-1-ассоциированная миелопатия, также обозначаемой как тропический спастический парапарез (HAM/TSP). Между людьми оба вируса передаются при переливании крови, трансплантации органов и тканей, грудном вскармливании и половым путем.

2.1. Краткая сравнительная биология ИГУ-! и HTLV-1

2.1.1. Проникновение вирусов в клетку

Вирусные частицы И1У-1 и ИТЬУ-1 имеют сферическую форму диаметром 80-100 нм и покрыты двуслойной липидной мембраной, происходящей из плазматической мембраны инфицированной клетки в процессе отпочковывания вируса (Рисунок 1).

Рисунок 1. Структура вирионов и Названия структурных и

неструктурных белков приведены для каждого вируса. Изображение создано с помощью BюRender.

Липидная оболочка содержит гликопротеиновые комплексы Env (envelop protein). Env представляет собой тример гетеродимеров, состоящих из двух нековалентно ассоциированных субъединиц - поверхностной SU и трансмембранной ТМ. Под мембраной зрелого вириона расположен слой матриксного белка MA, окружающего капсид. Капсид сформирован из капсидного белка CA и имеет форму усеченного конуса (HIV-1) или икосаэдра (HTLV-1). Внутри капсида находится белково-нуклеиновый комплекс, состоящий из двух копий «плюс»-цепи РНК вирусного генома, нуклеокапсидного белка NC и ферментов репликации -обратной транскриптазы RT и интегразы IN (16, 17).

Как и многие оболочечные вирусы, зрелые вирионы HIV-1 и HTLV-1 связываются и сливаются с мембраной клетки-мишени путем взаимодействия гликопротеина оболочки Env c клеточными рецепторами. Связывание

поверхностной субъединицы SU с рецепторами вызывает конформационные изменения Env, в результате чего трансмембранная субъединица TM индуцирует фузию - слияние вирусной оболочки и клеточной мембраны. Молекулярный механизм входа вируса HIV-1 в клетку подробно описан в работе Chen с соавторами (18). Связывание поверхностной субъединицы Env HIV-1 - gp120 с Т-клеточным рецептором CD4 вызывает конформационные изменения Env и привлечение корецептора - хемокинового рецептора CCR5 (C-C chemokine receptor type 5) или CXCR4 (C-X-C chemokine receptor type 4). Тип используемого корецептора определяет тропность вируса, поэтому различают CCR5-тропные, CXCR4-тропные и R5X4-тропные штаммы HIV-1. После связывания корецептора с gp120 трансмембранная субъединица gp41 индуцирует слияние вирусной и плазматической мембран. В цитоплазму входит капсид, содержащий две копии геномной РНК, обратную транскриптазу RT и интегразу IN (19). Согласно последним литературным данным, капсид HIV-1 транслоцируется в интактном или почти интактном виде в ядро, где завершается обратная транскрипция геномной РНК (20). Сведений, где происходит депротеинизация капсида и обратная транскрипция геномной РНК HTLV-1, пока недостаточно. Вирусная геномная ДНК интегрируется в транскрипционно активный сайт хроматина.

Env вируса HTLV-1 взаимодействует с тремя рецепторами: HSPG (heparan sulfate proteoglycan), NRP-1 (neuropilin 1) и GLUTI (glucose transporter type 1) (21). Связывание поверхностной субъединицы Env gp46 с HSPG сопровождается привлечением NRP-1. В составе комплекса с HSPG/NRP-1 gp46 претерпевает конформационные изменения, которые способствуют связыванию GLUT1 и фузогенной активации субъединицы TM - gp21 (22).

2.1.2. Вирусные геномы

Геном HIV-1 (9,75 Kb) и HTLV-1 (8,5 Kb) содержит основные ретровирусные гены gag, pro, pol, env и фланкирован длинными терминальными повторами LTR длиной около 600 п.о. (23, 24) LTR облегчают вирусную интеграцию в геном хозяина и содержат промоторные элементы, сигналы полиаденилирования и другие

регуляторные последовательности, необходимые для транскрипции вирусной РНК. Кроме структурных белков Gag (group-specific antigen), Env и энзиматических белков Pro (protease) и Pol (polymerase), геномная PHK HIV-1 кодирует регуляторные Tat (transcriptional transactivator), Rev (regulator of expression of viral proteins) и акцессорные белки Nef (negative effector), Vif (viral infectivity factor), Vpr (viral protein r), Vpu (viral protein u). Белок Tat активирует транскрипцию c LTR, a Rev модулирует транспорт вирусной мРНК из ядра в цитоплазму. Nef, Vif, Vpr и Vpu не участвуют в экспрессии вирусных генов, но играют важную роль в патогенезе СПИД и уклонении от иммунного ответа хозяина (24). «Минус»-цепь РНК HIV-1 содержит открытую рамку считывания (ORF), расположенную в области gp120/gp41 соединения гена env, и кодирует высокогидрофобный белок ASP (antisense protein), для которого неизвестны гомологи. ASP был обнаружен в ядре, на поверхности инфицированных клеток и даже в вирионах, однако его функция остается неизученной (25) (Рис 2 вверху).

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Мазуров Дмитрий Вячеславович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Pope M, Haase AT. 2003. Transmission, acute HIV-1 infection and the quest for strategies to prevent infection. Nat Med 9:847-52.

2. Matsuoka M, Jeang KT. 2011. Human T-cell leukemia virus type 1 (HTLV-1) and leukemic transformation: viral infectivity, Tax, HBZ and therapy. Oncogene 30:1379-89.

3. Bangham CR. 2000. HTLV-1 infections. J Clin Pathol 53:581-6.

4. Uchiyama T. 1997. Human T cell leukemia virus type I (HTLV-I) and human diseases. Annu Rev Immunol 15:15-37.

5. Dimitrov DS, Willey RL, Sato H, Chang LJ, Blumenthal R, Martin MA. 1993. Quantitation of human immunodeficiency virus type 1 infection kinetics. J Virol 67:2182-90.

6. Dutartre H, Claviere M, Journo C, Mahieux R. 2016. Cell-Free versus Cell-to-Cell Infection by Human Immunodeficiency Virus Type 1 and Human T-Lymphotropic Virus Type 1: Exploring the Link among Viral Source, Viral Trafficking, and Viral Replication. J Virol 90:7607-17.

7. Matsuoka M, Jeang KT. 2007. Human T-cell leukaemia virus type 1 (HTLV-1) infectivity and cellular transformation. Nat Rev Cancer 7:270-80.

8. Okochi K, Sato H, Hinuma Y. 1984. A retrospective study on transmission of adult T cell leukemia virus by blood transfusion: seroconversion in recipients. Vox Sang 46:245-53.

9. Sewald X, Motamedi N, Mothes W. 2016. Viruses exploit the tissue physiology of the host to spread in vivo. Curr Opin Cell Biol 41:81-90.

10. Abela IA, Berlinger L, Schanz M, Reynell L, Gunthard HF, Rusert P, Trkola A. 2012. Cell-cell transmission enables HIV-1 to evade inhibition by potent CD4bs directed antibodies. PLoS Pathog 8:e1002634.

11. Dufloo J, Bruel T, Schwartz O. 2018. HIV-1 cell-to-cell transmission and broadly neutralizing antibodies. Retrovirology 15:51.

12. Dale BM, Alvarez RA, Chen BK. 2013. Mechanisms of enhanced HIV spread through T-cell virological synapses. Immunol Rev 251:113-24.

13. Chen J, Dang Q, Unutmaz D, Pathak VK, Maldarelli F, Powell D, Hu WS. 2005. Mechanisms of nonrandom human immunodeficiency virus type 1 infection and double infection: preference in virus entry is important but is not the sole factor. J Virol 79:4140-9.

14. Dang Q, Chen J, Unutmaz D, Coffin JM, Pathak VK, Powell D, KewalRamani VN, Maldarelli F, Hu WS. 2004. Nonrandom HIV-1 infection and double infection via direct and cell-mediated pathways. Proc Natl Acad Sci U S A 101:632-7.

15. Del Portillo A, Tripodi J, Najfeld V, Wodarz D, Levy DN, Chen BK. 2011. Multiploid inheritance of HIV-1 during cell-to-cell infection. J Virol 85:7169-76.

16. Campbell EM, Hope TJ. 2015. HIV-1 capsid: the multifaceted key player in HIV-1 infection. Nat Rev Microbiol 13:471-83.

17. Verdonck K, González E, Van Dooren S, Vandamme AM, Vanham G, Gotuzzo E. 2007. Human T-lymphotropic virus 1: recent knowledge about an ancient infection. Lancet Infect Dis 7:266-81.

18. Chen B. 2019. Molecular Mechanism of HIV-1 Entry. Trends Microbiol 27:878891.

19. Jolly C, Sattentau QJ. 2004. Retroviral spread by induction of virological synapses. Traffic 5:643-50.

20. Toccafondi E, Lener D, Negroni M. 2021. HIV-1 Capsid Core: A Bullet to the Heart of the Target Cell. Front Microbiol 12:652486.

21. Jones KS, Lambert S, Bouttier M, Bénit L, Ruscetti FW, Hermine O, Pique C. 2011. Molecular aspects of HTLV-1 entry: functional domains of the HTLV-1 surface subunit (SU) and their relationships to the entry receptors. Viruses 3:794810.

22. Ghez D, Lepelletier Y, Jones KS, Pique C, Hermine O. 2010. Current concepts regarding the HTLV-1 receptor complex. Retrovirology 7:99.

23. Kannian P, Green PL. 2010. Human T Lymphotropic Virus Type 1 (HTLV-1): Molecular Biology and Oncogenesis. Viruses 2:2037-77.

24. Seelamgari A, Maddukuri A, Berro R, de la Fuente C, Kehn K, Deng L, Dadgar S, Bottazzi ME, Ghedin E, Pumfery A, Kashanchi F. 2004. Role of viral regulatory and accessory proteins in HIV-1 replication. Front Biosci 9:2388-413.

25. Briquet S, Vaquero C. 2002. Immunolocalization studies of an antisense protein in HIV-1-infected cells and viral particles. Virology 292:177-84.

26. Murata K, Hayashibara T, Sugahara K, Uemura A, Yamaguchi T, Harasawa H, Hasegawa H, Tsuruda K, Okazaki T, Koji T, Miyanishi T, Yamada Y, Kamihira S. 2006. A novel alternative splicing isoform of human T-cell leukemia virus type 1 bZIP factor (HBZ-SI) targets distinct subnuclear localization. J Virol 80:2495-505.

27. Swanstrom R, Wills JW. 1997. Synthesis, Assembly, and Processing of Viral Proteins. In Coffin JM, Hughes SH, Varmus HE (ed), Retroviruses. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (NY).

28. Jolly C, Sattentau QJ. 2005. Human immunodeficiency virus type 1 virological synapse formation in T cells requires lipid raft integrity. J Virol 79:12088-94.

29. Inlora J, Collins DR, Trubin ME, Chung JY, Ono A. 2014. Membrane binding and subcellular localization of retroviral Gag proteins are differentially regulated by MA interactions with phosphatidylinositol-(4,5)-bisphosphate and RNA. mBio 5:e02202.

30. Kleinpeter AB, Freed EO. 2020. HIV-1 Maturation: Lessons Learned from Inhibitors. Viruses 12.

31. Martin JL, Maldonado JO, Mueller JD, Zhang W, Mansky LM. 2016. Molecular Studies of HTLV-1 Replication: An Update. Viruses 8.

32. Sattentau Q. 2008. Avoiding the void: cell-to-cell spread of human viruses. Nat Rev Microbiol 6:815-26.

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

Derse D, Hill SA, Lloyd PA, Chung H, Morse BA. 2001. Examining human T-lymphotropic virus type 1 infection and replication by cell-free infection with recombinant virus vectors. J Virol 75:8461-8.

Fan N, Gavalchin J, Paul B, Wells KH, Lane MJ, Poiesz BJ. 1992. Infection of peripheral blood mononuclear cells and cell lines by cell-free human T-cell lymphoma/leukemia virus type I. J Clin Microbiol 30:905-10. Demontis MA, Sadiq MT, Golz S, Taylor GP. 2015. HTLV-1 viral RNA is detected rarely in plasma of HTLV-1 infected subjects. J Med Virol 87:2130-4. Sourisseau M, Sol-Foulon N, Porrot F, Blanchet F, Schwartz O. 2007. Inefficient human immunodeficiency virus replication in mobile lymphocytes. J Virol 81:1000-12.

Iwami S, Takeuchi JS, Nakaoka S, Mammano F, Clavel F, Inaba H, Kobayashi T, Misawa N, Aihara K, Koyanagi Y, Sato K. 2015. Cell-to-cell infection by HIV contributes over half of virus infection. Elife 4.

Chazal M, Nzounza P, Pique C, Ramirez BC. 2014. Loss of infectivity of HIV-1 particles produced by mobile lymphocytes. PLoS One 9:e109601. Cavrois M, De Noronha C, Greene WC. 2002. A sensitive and specific enzyme-based assay detecting HIV-1 virion fusion in primary T lymphocytes. Nat Biotechnol 20:1151-4.

Jones DM, Padilla-Parra S. 2016. The ß-Lactamase Assay: Harnessing a FRET Biosensor to Analyse Viral Fusion Mechanisms. Sensors (Basel) 16. Chen P, Hübner W, Spinelli MA, Chen BK. 2007. Predominant mode of human immunodeficiency virus transfer between T cells is mediated by sustained Env-dependent neutralization-resistant virological synapses. J Virol 81:12582-95. Jolly C, Kashefi K, Hollinshead M, Sattentau QJ. 2004. HIV-1 Cell to Cell Transfer across an Env-induced, Actin-dependent Synapse. Journal of Experimental Medicine 199:283-293.

Igakura T, Stinchcombe JC, Goon PK, Taylor GP, Weber JN, Griffiths GM, Tanaka Y, Osame M, Bangham CR. 2003. Spread of HTLV-I between lymphocytes by virus-induced polarization of the cytoskeleton. Science 299:17136.

Jolly C, Mitar I, Sattentau QJ. 2007. Adhesion molecule interactions facilitate human immunodeficiency virus type 1-induced virological synapse formation between T cells. J Virol 81:13916-21.

Barnard AL, Igakura T, Tanaka Y, Taylor GP, Bangham CR. 2005. Engagement of specific T-cell surface molecules regulates cytoskeletal polarization in HTLV-1-infected lymphocytes. Blood 106:988-95.

Starling S, Jolly C. 2016. LFA-1 Engagement Triggers T Cell Polarization at the HIV-1 Virological Synapse. J Virol 90:9841-9854.

Jolly C, Mitar I, Sattentau QJ. 2007. Requirement for an intact T-cell actin and tubulin cytoskeleton for efficient assembly and spread of human immunodeficiency virus type 1. J Virol 81:5547-60.

48. Majorovits E, Nejmeddine M, Tanaka Y, Taylor GP, Fuller SD, Bangham CR. 2008. Human T-lymphotropic virus-1 visualized at the virological synapse by electron tomography. PLoS One 3:e2251.

49. Nejmeddine M, Negi VS, Mukherjee S, Tanaka Y, Orth K, Taylor GP, Bangham CRM. 2009. HTLV-1-Tax and ICAM-1 act on T-cell signal pathways to polarize the microtubule-organizing center at the virological synapse. Blood 114:10161025.

50. Chevalier SA, Turpin J, Cachat A, Afonso PV, Gessain A, Brady JN, Pise-Masison CA, Mahieux R. 2014. Gem-induced cytoskeleton remodeling increases cellular migration of HTLV-1-infected cells, formation of infected-to-target T-cell conjugates and viral transmission. PLoS Pathog 10:e1003917.

51. Gross C, Wiesmann V, Millen S, Kalmer M, Wittenberg T, Gettemans J, Thoma-Kress AK. 2016. The Tax-Inducible Actin-Bundling Protein Fascin Is Crucial for Release and Cell-to-Cell Transmission of Human T-Cell Leukemia Virus Type 1 (HTLV-1). PLoS Pathog 12:e1005916.

52. Percher F, Curis C, Pérès E, Artesi M, Rosewick N, Jeannin P, Gessain A, Gout O, Mahieux R, Ceccaldi PE, Van den Broeke A, Duc Dodon M, Afonso PV. 2017. HTLV-1-induced leukotriene B4 secretion by T cells promotes T cell recruitment and virus propagation. Nat Commun 8:15890.

53. Rudnicka D, Feldmann J, Porrot F, Wietgrefe S, Guadagnini S, Prévost MC, Estaquier J, Haase AT, Sol-Foulon N, Schwartz O. 2009. Simultaneous cell-to-cell transmission of human immunodeficiency virus to multiple targets through polysynapses. J Virol 83:6234-46.

54. Weng J, Krementsov DN, Khurana S, Roy NH, Thali M. 2009. Formation of syncytia is repressed by tetraspanins in human immunodeficiency virus type 1-producing cells. J Virol 83:7467-74.

55. Roy NH, Lambelé M, Chan J, Symeonides M, Thali M. 2014. Ezrin is a component of the HIV-1 virological presynapse and contributes to the inhibition of cell-cell fusion. J Virol 88:7645-58.

56. Whitaker EE, Matheson NJ, Perlee S, Munson PB, Symeonides M, Thali M. 2019. EWI-2 Inhibits Cell-Cell Fusion at the HIV-1 Virological Presynapse. Viruses 11.

57. Dale BM, McNerney GP, Thompson DL, Hubner W, de Los Reyes K, Chuang FY, Huser T, Chen BK. 2011. Cell-to-cell transfer of HIV-1 via virological synapses leads to endosomal virion maturation that activates viral membrane fusion. Cell Host Microbe 10:551-62.

58. Roy NH, Chan J, Lambelé M, Thali M. 2013. Clustering and mobility of HIV-1 Env at viral assembly sites predict its propensity to induce cell-cell fusion. J Virol 87:7516-25.

59. Blanco J, Bosch B, Fernandez-Figueras MT, Barretina J, Clotet B, Esté JA. 2004. High level of coreceptor-independent HIV transfer induced by contacts between primary CD4 T cells. J Biol Chem 279:51305-14.

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

Hübner W, McNerney GP, Chen P, Dale BM, Gordon RE, Chuang FY, Li XD, Asmuth DM, Huser T, Chen BK. 2009. Quantitative 3D video microscopy of HIV transfer across T cell virological synapses. Science 323:1743-7. Martin N, Welsch S, Jolly C, Briggs JA, Vaux D, Sattentau QJ. 2010. Virological synapse-mediated spread of human immunodeficiency virus type 1 between T cells is sensitive to entry inhibition. J Virol 84:3516-27.

Puigdomenech I, Massanella M, Cabrera C, Clotet B, Blanco J. 2009. On the steps of cell-to-cell HIV transmission between CD4 T cells. Retrovirology 6:89. Sattentau QJ. 2010. Cell-to-Cell Spread of Retroviruses. Viruses 2:1306-21. Miller CJ, Shattock RJ. 2003. Target cells in vaginal HIV transmission. Microbes Infect 5:59-67.

Satomi M, Shimizu M, Shinya E, Watari E, Owaki A, Hidaka C, Ichikawa M, Takeshita T, Takahashi H. 2005. Transmission of macrophage-tropic HIV-1 by breast-milk macrophages via DC-SIGN. J Infect Dis 191:174-81. Alais S, Mahieux R, Dutartre H. 2015. Viral Source-Independent High Susceptibility of Dendritic Cells to Human T-Cell Leukemia Virus Type 1 Infection Compared to That of T Lymphocytes. J Virol 89:10580-90. Rocamonde B, Carcone A, Mahieux R, Dutartre H. 2019. HTLV-1 infection of myeloid cells: from transmission to immune alterations. Retrovirology 16:45. Dennison SM, Anasti KM, Jaeger FH, Stewart SM, Pollara J, Liu P, Kunz EL, Zhang R, Vandergrift N, Permar S, Ferrari G, Tomaras GD, Bonsignori M, Michael NL, Kim JH, Kaewkungwal J, Nitayaphan S, Pitisuttithum P, Rerks-Ngarm S, Liao HX, Haynes BF, Alam SM. 2014. Vaccine-induced HIV-1 envelope gp120 constant region 1-specific antibodies expose a CD4-inducible epitope and block the interaction of HIV-1 gp140 with galactosylceramide. J Virol 88:9406-17. Bakri Y, Schiffer C, Zennou V, Charneau P, Kahn E, Benjouad A, Gluckman JC, Canque B. 2001. The maturation of dendritic cells results in postintegration inhibition of HIV-1 replication. J Immunol 166:3780-8.

Laguette N, Sobhian B, Casartelli N, Ringeard M, Chable-Bessia C, Segeral E, Yatim A, Emiliani S, Schwartz O, Benkirane M. 2011. SAMHD1 is the dendritic-and myeloid-cell-specific HIV-1 restriction factor counteracted by Vpx. Nature 474:654-7.

Lahouassa H, Daddacha W, Hofmann H, Ayinde D, Logue EC, Dragin L, Bloch N, Maudet C, Bertrand M, Gramberg T, Pancino G, Priet S, Canard B, Laguette N, Benkirane M, Transy C, Landau NR, Kim B, Margottin-Goguet F. 2012. SAMHD1 restricts the replication of human immunodeficiency virus type 1 by depleting the intracellular pool of deoxynucleoside triphosphates. Nat Immunol 13:223-228. Fan J, Ma G, Nosaka K, Tanabe J, Satou Y, Koito A, Wain-Hobson S, Vartanian JP, Matsuoka M. 2010. APOBEC3G generates nonsense mutations in human T-cell leukemia virus type 1 proviral genomes in vivo. J Virol 84:7278-87. Cavrois M, Neidleman J, Kreisberg JF, Greene WC. 2007. In vitro derived dendritic cells trans-infect CD4 T cells primarily with surface-bound HIV-1 virions. PLoS Pathog 3:e4.

74. Turville SG, Santos JJ, Frank I, Cameron PU, Wilkinson J, Miranda-Saksena M, Dable J, Stössel H, Romani N, Piatak M, Jr., Lifson JD, Pope M, Cunningham AL.

2004. Immunodeficiency virus uptake, turnover, and 2-phase transfer in human dendritic cells. Blood 103:2170-9.

75. Wang JH, Janas AM, Olson WJ, Wu L. 2007. Functionally distinct transmission of human immunodeficiency virus type 1 mediated by immature and mature dendritic cells. J Virol 81:8933-43.

76. Burleigh L, Lozach PY, Schiffer C, Staropoli I, Pezo V, Porrot F, Canque B, Virelizier JL, Arenzana-Seisdedos F, Amara A. 2006. Infection of dendritic cells (DCs), not DC-SIGN-mediated internalization of human immunodeficiency virus, is required for long-term transfer of virus to T cells. J Virol 80:2949-57.

77. Nobile C, Petit C, Moris A, Skrabal K, Abastado JP, Mammano F, Schwartz O.

2005. Covert human immunodeficiency virus replication in dendritic cells and in DC-SIGN-expressing cells promotes long-term transmission to lymphocytes. J Virol 79:5386-99.

78. Jones KS, Petrow-Sadowski C, Huang YK, Bertolette DC, Ruscetti FW. 2008. Cell-free HTLV-1 infects dendritic cells leading to transmission and transformation of CD4+ T cells. Nature Medicine 14:429-436.

79. Rizkallah G, Alais S, Futsch N, Tanaka Y, Journo C, Mahieux R, Dutartre H. 2017. Dendritic cell maturation, but not type I interferon exposure, restricts infection by HTLV-1, and viral transmission to T-cells. PLoS Pathog 13:e1006353.

80. Martin-Latil S, Gnädig NF, Mallet A, Desdouits M, Guivel-Benhassine F, Jeannin P, Prevost M-C, Schwartz O, Gessain A, Ozden S, Ceccaldi P-E. 2012. Transcytosis of HTLV-1 across a tight human epithelial barrier and infection of subepithelial dendritic cells. Blood 120:572-580.

81. Jain P, Manuel SL, Khan ZK, Ahuja J, Quann K, Wigdahl B. 2009. DC-SIGN mediates cell-free infection and transmission of human T-cell lymphotropic virus type 1 by dendritic cells. J Virol 83:10908-21.

82. Geijtenbeek TB, Kwon DS, Torensma R, van Vliet SJ, van Duijnhoven GC, Middel J, Cornelissen IL, Nottet HS, KewalRamani VN, Littman DR, Figdor CG, van Kooyk Y. 2000. DC-SIGN, a dendritic cell-specific HIV-1-binding protein that enhances trans-infection of T cells. Cell 100:587-97.

83. Geijtenbeek TB, Krooshoop DJ, Bleijs DA, van Vliet SJ, van Duijnhoven GC, Grabovsky V, Alon R, Figdor CG, van Kooyk Y. 2000. DC-SIGN-ICAM-2 interaction mediates dendritic cell trafficking. Nat Immunol 1:353-7.

84. McGreal EP, Miller JL, Gordon S. 2005. Ligand recognition by antigen-presenting cell C-type lectin receptors. Curr Opin Immunol 17:18-24.

85. Kwon DS, Gregorio G, Bitton N, Hendrickson WA, Littman DR. 2002. DC-SIGN-mediated internalization of HIV is required for trans-enhancement of T cell infection. Immunity 16:135-44.

86. Wu L, Martin TD, Carrington M, KewalRamani VN. 2004. Raji B cells, misidentified as THP-1 cells, stimulate DC-SIGN-mediated HIV transmission. Virology 318:17-23.

87. Arrighi JF, Pion M, Garcia E, Escola JM, van Kooyk Y, Geijtenbeek TB, Piguet V. 2004. DC-SIGN-mediated infectious synapse formation enhances X4 HIV-1 transmission from dendritic cells to T cells. J Exp Med 200:1279-88.

88. Boggiano C, Manel N, Littman DR. 2007. Dendritic cell-mediated transenhancement of human immunodeficiency virus type 1 infectivity is independent of DC-SIGN. J Virol 81:2519-23.

89. Granelli-Piperno A, Pritsker A, Pack M, Shimeliovich I, Arrighi JF, Park CG, Trumpfheller C, Piguet V, Moran TM, Steinman RM. 2005. Dendritic cell-specific intercellular adhesion molecule 3-grabbing nonintegrin/CD209 is abundant on macrophages in the normal human lymph node and is not required for dendritic cell stimulation of the mixed leukocyte reaction. J Immunol 175:4265-73.

90. Izquierdo-Useros N, Blanco J, Erkizia I, Fernández-Figueras MT, Borras FE, Naranjo-Gómez M, Bofill M, Ruiz L, Clotet B, Martinez-Picado J. 2007. Maturation of blood-derived dendritic cells enhances human immunodeficiency virus type 1 capture and transmission. J Virol 81:7559-70.

91. Hammonds JE, Beeman N, Ding L, Takushi S, Francis AC, Wang JJ, Melikyan GB, Spearman P. 2017. Siglec-1 initiates formation of the virus-containing compartment and enhances macrophage-to-T cell transmission of HIV-1. PLoS Pathog 13:e1006181.

92. Izquierdo-Useros N, Lorizate M, Puertas MC, Rodriguez-Plata MT, Zangger N, Erikson E, Pino M, Erkizia I, Glass B, Clotet B, Keppler OT, Telenti A, Kräusslich HG, Martinez-Picado J. 2012. Siglec-1 is a novel dendritic cell receptor that mediates HIV-1 trans-infection through recognition of viral membrane gangliosides. PLoS Biol 10:e1001448.

93. Puryear WB, Akiyama H, Geer SD, Ramirez NP, Yu X, Reinhard BM, Gummuluru S. 2013. Interferon-inducible mechanism of dendritic cell-mediated HIV-1 dissemination is dependent on Siglec-1/CD169. PLoS Pathog 9:e1003291.

94. Akiyama H, Ramirez NG, Gudheti MV, Gummuluru S. 2015. CD169-mediated trafficking of HIV to plasma membrane invaginations in dendritic cells attenuates efficacy of anti-gp120 broadly neutralizing antibodies. PLoS Pathog 11:e1004751.

95. McDonald D, Wu L, Bohks SM, KewalRamani VN, Unutmaz D, Hope TJ. 2003. Recruitment of HIV and its receptors to dendritic cell-T cell junctions. Science 300:1295-7.

96. Felts RL, Narayan K, Estes JD, Shi D, Trubey CM, Fu J, Hartnell LM, Ruthel GT, Schneider DK, Nagashima K, Bess JW, Jr., Bavari S, Lowekamp BC, Bliss D, Lifson JD, Subramaniam S. 2010. 3D visualization of HIV transfer at the virological synapse between dendritic cells and T cells. Proc Natl Acad Sci U S A 107:13336-41.

97. Shimauchi T, Caucheteux S, Finsterbusch K, Turpin J, Blanchet F, Ladell K, Triantafilou K, Czubala M, Tatsuno K, Easter T, Ahmed Z, Bayliss R, Hakobyan S, Price DA, Tokura Y, Piguet V. 2019. Dendritic Cells Promote the Spread of Human T-Cell Leukemia Virus Type 1 via Bidirectional Interactions with CD4(+) T Cells. J Invest Dermatol 139:157-166.

98. Rodriguez-Plata MT, Puigdomenech I, Izquierdo-Useros N, Puertas MC, Carrillo J, Erkizia I, Clotet B, Blanco J, Martinez-Picado J. 2013. The infectious synapse formed between mature dendritic cells and CD4(+) T cells is independent of the presence of the HIV-1 envelope glycoprotein. Retrovirology 10:42.

99. Garcia E, Pion M, Pelchen-Matthews A, Collinson L, Arrighi JF, Blot G, Leuba F, Escola JM, Demaurex N, Marsh M, Piguet V. 2005. HIV-1 trafficking to the dendritic cell-T-cell infectious synapse uses a pathway of tetraspanin sorting to the immunological synapse. Traffic 6:488-501.

100. Izquierdo-Useros N, Naranjo-Gómez M, Archer J, Hatch SC, Erkizia I, Blanco J, Borras FE, Puertas MC, Connor JH, Fernández-Figueras MT, Moore L, Clotet B, Gummuluru S, Martinez-Picado J. 2009. Capture and transfer of HIV-1 particles by mature dendritic cells converges with the exosome-dissemination pathway. Blood 113:2732-41.

101. Bayliss R, Wheeldon J, Caucheteux SM, Niessen CM, Piguet V. 2020. Identification of Host Trafficking Genes Required for HIV-1 Virological Synapse Formation in Dendritic Cells. J Virol 94.

102. Yu HJ, Reuter MA, McDonald D. 2008. HIV traffics through a specialized, surface-accessible intracellular compartment during trans-infection of T cells by mature dendritic cells. PLoS Pathog 4:e1000134.

103. Maali Y, Journo C, Mahieux R, Dutartre H. 2020. Microbial Biofilms: Human T-cell Leukemia Virus Type 1 First in Line for Viral Biofilm but Far Behind Bacterial Biofilms. Front Microbiol 11:2041.

104. Pais-Correia AM, Sachse M, Guadagnini S, Robbiati V, Lasserre R, Gessain A, Gout O, Alcover A, Thoulouze MI. 2010. Biofilm-like extracellular viral assemblies mediate HTLV-1 cell-to-cell transmission at virological synapses. Nat Med 16:83-9.

105. Ilinskaya A, Derse D, Hill S, Princler G, Heidecker G. 2013. Cell-cell transmission allows human T-lymphotropic virus 1 to circumvent tetherin restriction. Virology 436:201-9.

106. Wang W, Nie J, Prochnow C, Truong C, Jia Z, Wang S, Chen XS, Wang Y. 2013. A systematic study of the N-glycosylation sites of HIV-1 envelope protein on infectivity and antibody-mediated neutralization. Retrovirology 10:14.

107. Wei X, Decker JM, Wang S, Hui H, Kappes JC, Wu X, Salazar-Gonzalez JF, Salazar MG, Kilby JM, Saag MS, Komarova NL, Nowak MA, Hahn BH, Kwong PD, Shaw GM. 2003. Antibody neutralization and escape by HIV-1. Nature 422:307-12.

108. Hoshino H. 2012. Cellular Factors Involved in HTLV-1 Entry and Pathogenicit. Frontiers in Microbiology 3.

109. Lehmann MJ, Sherer NM, Marks CB, Pypaert M, Mothes W. 2005. Actin- and myosin-driven movement of viruses along filopodia precedes their entry into cells. J Cell Biol 170:317-25.

110. Sherer NM, Lehmann MJ, Jimenez-Soto LF, Horensavitz C, Pypaert M, Mothes W. 2007. Retroviruses can establish filopodial bridges for efficient cell-to-cell transmission. Nat Cell Biol 9:310-5.

111. Aggarwal A, Iemma TL, Shih I, Newsome TP, McAllery S, Cunningham AL, Turville SG. 2012. Mobilization of HIV spread by diaphanous 2 dependent filopodia in infected dendritic cells. PLoS Pathog 8:e1002762.

112. Gerdes HH, Bukoreshtliev NV, Barroso JF. 2007. Tunneling nanotubes: a new route for the exchange of components between animal cells. FEBS Lett 581:2194201.

113. Sowinski S, Jolly C, Berninghausen O, Purbhoo MA, Chauveau A, Köhler K, Oddos S, Eissmann P, Brodsky FM, Hopkins C, Onfelt B, Sattentau Q, Davis DM. 2008. Membrane nanotubes physically connect T cells over long distances presenting a novel route for HIV-1 transmission. Nat Cell Biol 10:211-9.

114. Murooka TT, Deruaz M, Marangoni F, Vrbanac VD, Seung E, von Andrian UH, Tager AM, Luster AD, Mempel TR. 2012. HIV-infected T cells are migratory vehicles for viral dissemination. Nature 490:283-7.

115. Eugenin EA, Gaskill PJ, Berman JW. 2009. Tunneling nanotubes (TNT) are induced by HIV-infection of macrophages: a potential mechanism for intercellular HIV trafficking. Cell Immunol 254:142-8.

116. Kadiu I, Gendelman HE. 2011. Human immunodeficiency virus type 1 endocytic trafficking through macrophage bridging conduits facilitates spread of infection. J Neuroimmune Pharmacol 6:658-75.

117. Okafo G, Prevedel L, Eugenin E. 2017. Tunneling nanotubes (TNT) mediate longrange gap junctional communication: Implications for HIV cell to cell spread. Sci Rep 7:16660.

118. Hashimoto M, Bhuyan F, Hiyoshi M, Noyori O, Nasser H, Miyazaki M, Saito T, Kondoh Y, Osada H, Kimura S, Hase K, Ohno H, Suzu S. 2016. Potential Role of the Formation of Tunneling Nanotubes in HIV-1 Spread in Macrophages. J Immunol 196:1832-41.

119. Uhl J, Gujarathi S, Waheed AA, Gordon A, Freed EO, Gousset K. 2019. Myosin-X is essential to the intercellular spread of HIV-1 Nef through tunneling nanotubes. J Cell Commun Signal 13:209-224.

120. Xu W, Santini PA, Sullivan JS, He B, Shan M, Ball SC, Dyer WB, Ketas TJ, Chadburn A, Cohen-Gould L, Knowles DM, Chiu A, Sanders RW, Chen K, Cerutti A. 2009. HIV-1 evades virus-specific IgG2 and IgA responses by targeting systemic and intestinal B cells via long-range intercellular conduits. Nat Immunol 10:1008-17.

121. Van Prooyen N, Gold H, Andresen V, Schwartz O, Jones K, Ruscetti F, Lockett S, Gudla P, Venzon D, Franchini G. 2010. Human T-cell leukemia virus type 1 p8 protein increases cellular conduits and virus transmission. Proc Natl Acad Sci U S A 107:20738-43.

122. Fukumoto R, Andresen V, Bialuk I, Cecchinato V, Walser JC, Valeri VW, Nauroth JM, Gessain A, Nicot C, Franchini G. 2009. In vivo genetic mutations define

predominant functions of the human T-cell leukemia/lymphoma virus p12I protein. Blood 113:3726-34.

123. Malbec M, Roesch F, Schwartz O. 2011. A new role for the HTLV-1 p8 protein: increasing intercellular conduits and viral cell-to-cell transmission. Viruses 3:2549.

124. Currer R, Van Duyne R, Jaworski E, Guendel I, Sampey G, Das R, Narayanan A, Kashanchi F. 2012. HTLV Tax: A Fascinating Multifunctional Co-Regulator of Viral and Cellular Pathways. Frontiers in Microbiology 3.

125. Omsland M, Pise-Masison C, Fujikawa D, Galli V, Fenizia C, Parks RW, Gjertsen BT, Franchini G, Andresen V. 2018. Inhibition of Tunneling Nanotube (TNT) Formation and Human T-cell Leukemia Virus Type 1 (HTLV-1) Transmission by Cytarabine. Sci Rep 8:11118.

126. Anderson M, Kashanchi F, Jacobson S. 2018. Role of Exosomes in Human Retroviral Mediated Disorders. J Neuroimmune Pharmacol 13:279-291.

127. Pinto DO, DeMarino C, Pleet ML, Cowen M, Branscome H, Al Sharif S, Jones J, Dutartre H, Lepene B, Liotta LA, Mahieux R, Kashanchi F. 2019. HTLV-1 Extracellular Vesicles Promote Cell-to-Cell Contact. Frontiers in Microbiology 10.

128. Lindholm PF, Marriott SJ, Gitlin SD, Bohan CA, Brady JN. 1990. Induction of nuclear NF-kappa B DNA binding activity after exposure of lymphoid cells to soluble tax1 protein. New Biol 2:1034-43.

129. Szymocha R, Akaoka H, Dutuit M, Malcus C, Didier-Bazes M, Belin MF, Giraudon P. 2000. Human T-cell lymphotropic virus type 1-infected T lymphocytes impair catabolism and uptake of glutamate by astrocytes via Tax-1 and tumor necrosis factor alpha. J Virol 74:6433-41.

130. Cowan EP, Alexander RK, Daniel S, Kashanchi F, Brady JN. 1997. Induction of tumor necrosis factor alpha in human neuronal cells by extracellular human T-cell lymphotropic virus type 1 Tax. J Virol 71:6982-9.

131. Narayanan A, Iordanskiy S, Das R, Van Duyne R, Santos S, Jaworski E, Guendel I, Sampey G, Dalby E, Iglesias-Ussel M, Popratiloff A, Hakami R, Kehn-Hall K, Young M, Subra C, Gilbert C, Bailey C, Romerio F, Kashanchi F. 2013. Exosomes derived from HIV-1-infected cells contain trans-activation response element RNA. J Biol Chem 288:20014-33.

132. Pantaleo G, Cohen OJ, Schacker T, Vaccarezza M, Graziosi C, Rizzardi GP, Kahn J, Fox CH, Schnittman SM, Schwartz DH, Corey L, Fauci AS. 1998. Evolutionary pattern of human immunodeficiency virus (HIV) replication and distribution in lymph nodes following primary infection: implications for antiviral therapy. Nat Med 4:341-5.

133. Caponetti G, Pantanowitz L. 2008. HIV-associated lymphadenopathy. Ear Nose Throat J 87:374-5.

134. Law KM, Komarova NL, Yewdall AW, Lee RK, Herrera OL, Wodarz D, Chen BK. 2016. In Vivo HIV-1 Cell-to-Cell Transmission Promotes Multicopy Micro-compartmentalized Infection. Cell Rep 15:2771-83.

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

Leroy H, Han M, Woottum M, Bracq L, Bouchet J, Xie M, Benichou S. 2020. Virus-Mediated Cell-Cell Fusion. Int J Mol Sci 21.

Imle A, Kumberger P, Schnellbächer ND, Fehr J, Carrillo-Bustamante P, Ales J, Schmidt P, Ritter C, Godinez WJ, Müller B, Rohr K, Hamprecht FA, Schwarz US, Graw F, Fackler OT. 2019. Experimental and computational analyses reveal that environmental restrictions shape HIV-1 spread in 3D cultures. Nat Commun 10:2144.

Koh WH, Lopez P, Ajibola O, Parvarchian R, Mohammad U, Hnatiuk R, Kindrachuk J, Murooka TT. 2020. HIV-Captured DCs Regulate T Cell Migration and Cell-Cell Contact Dynamics to Enhance Viral Spread. iScience 23:101427. Galloway NL, Doitsh G, Monroe KM, Yang Z, Muñoz-Arias I, Levy DN, Greene WC. 2015. Cell-to-Cell Transmission of HIV-1 Is Required to Trigger Pyroptotic Death of Lymphoid-Tissue-Derived CD4 T Cells. Cell Rep 12:1555-1563. Laydon DJ, Sunkara V, Boelen L, Bangham CRM, Asquith B. 2020. The relative contributions of infectious and mitotic spread to HTLV-1 persistence. PLoS Comput Biol 16:e1007470.

Dodon MD, Villaudy J, Gazzolo L, Haines R, Lairmore M. 2012. What we are learning on HTLV-1 pathogenesis from animal models. Front Microbiol 3:320. Izaki M, Yasunaga JI, Nosaka K, Sugata K, Utsunomiya H, Suehiro Y, Shichijo T, Yamada A, Sugawara Y, Hibi T, Inomata Y, Akari H, Melamed A, Bangham C, Matsuoka M. 2021. In vivo dynamics and adaptation of HTLV-1-infected clones under different clinical conditions. PLoS Pathog 17:e1009271. Sewald X, Gonzalez DG, Haberman AM, Mothes W. 2012. In vivo imaging of virological synapses. Nat Commun 3:1320.

Nakamura H, Shimizu T, Takatani A, Suematsu T, Nakamura T, Kawakami A. 2019. Initial human T-cell leukemia virus type 1 infection of the salivary gland epithelial cells requires a biofilm-like structure. Virus Res 269:197643. Zeng C, Evans JP, King T, Zheng YM, Oltz EM, Whelan SPJ, Saif LJ, Peeples ME, Liu SL. 2022. SARS-CoV-2 spreads through cell-to-cell transmission. Proc Natl Acad Sci U S A 119.

Moran JV, Holmes SE, Naas TP, DeBerardinis RJ, Boeke JD, Kazazian HH, Jr. 1996. High frequency retrotransposition in cultured mammalian cells. Cell 87:91727.

Hockemeyer D, Soldner F, Beard C, Gao Q, Mitalipova M, DeKelver RC, Katibah GE, Amora R, Boydston EA, Zeitler B, Meng X, Miller JC, Zhang L, Rebar EJ, Gregory PD, Urnov FD, Jaenisch R. 2009. Efficient targeting of expressed and silent genes in human ESCs and iPSCs using zinc-finger nucleases. Nat Biotechnol 27:851-7.

Perez EE, Wang J, Miller JC, Jouvenot Y, Kim KA, Liu O, Wang N, Lee G, Bartsevich VV, Lee YL, Guschin DY, Rupniewski I, Waite AJ, Carpenito C, Carroll RG, Orange JS, Urnov FD, Rebar EJ, Ando D, Gregory PD, Riley JL, Holmes MC, June CH. 2008. Establishment of HIV-1 resistance in CD4+ T cells by genome editing using zinc-finger nucleases. Nat Biotechnol 26:808-16.

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

Wilen CB, Wang J, Tilton JC, Miller JC, Kim KA, Rebar EJ, Sherrill-Mix SA, Patro SC, Secreto AJ, Jordan AP, Lee G, Kahn J, Aye PP, Bunnell BA, Lackner AA, Hoxie JA, Danet-Desnoyers GA, Bushman FD, Riley JL, Gregory PD, June CH, Holmes MC, Doms RW. 2011. Engineering HIV-resistant human CD4+ T cells with CXCR4-specific zinc-finger nucleases. PLoS Pathog 7:e1002020. Mali P, Yang L, Esvelt KM, Aach J, Guell M, DiCarlo JE, Norville JE, Church GM. 2013. RNA-guided human genome engineering via Cas9. Science 339:823-6. Ran FA, Hsu PD, Lin CY, Gootenberg JS, Konermann S, Trevino AE, Scott DA, Inoue A, Matoba S, Zhang Y, Zhang F. 2013. Double nicking by RNA-guided CRISPR Cas9 for enhanced genome editing specificity. Cell 154:1380-9. Mitchell MS, Bodine ET, Hill S, Princler G, Lloyd P, Mitsuya H, Matsuoka M, Derse D. 2007. Phenotypic and genotypic comparisons of human T-cell leukemia virus type 1 reverse transcriptases from infected T-cell lines and patient samples. J Virol 81:4422-8.

Heidecker G, Lloyd PA, Fox K, Nagashima K, Derse D. 2004. Late assembly motifs of human T-cell leukemia virus type 1 and their relative roles in particle release. J Virol 78:6636-48.

Shuh M, Derse D. 2000. Ternary complex factors and cofactors are essential for human T-cell leukemia virus type 1 tax transactivation of the serum response element. J Virol 74:11394-7.

Murakami T, Freed EO. 2000. The long cytoplasmic tail of gp41 is required in a cell type-dependent manner for HIV-1 envelope glycoprotein incorporation into virions. Proc Natl Acad Sci U S A 97:343-8.

Filatov AV, Krotov GI, Zgoda VG, Volkov Y. 2007. Fluorescent immunoprecipitation analysis of cell surface proteins: a methodology compatible with mass-spectrometry. J Immunol Methods 319:21-33.

Shalem O, Sanjana NE, Hartenian E, Shi X, Scott DA, Mikkelson T, Heckl D, Ebert BL, Root DE, Doench JG, Zhang F. 2014. Genome-scale CRISPR-Cas9 knockout screening in human cells. Science 343:84-87.

Li W, Xu H, Xiao T, Cong L, Love MI, Zhang F, Irizarry RA, Liu JS, Brown M, Liu XS. 2014. MAGeCK enables robust identification of essential genes from genome-scale CRISPR/Cas9 knockout screens. Genome Biol 15:554. Heidmann T, Heidmann O, Nicolas JF. 1988. An indicator gene to demonstrate intracellular transposition of defective retroviruses. Proc Natl Acad Sci U S A 85:2219-23.

Heidmann O, Heidmann T. 1991. Retrotransposition of a mouse IAP sequence tagged with an indicator gene. Cell 64:159-70.

Curcio MJ, Garfinkel DJ. 1991. Single-step selection for Ty1 element retrotransposition. Proc Natl Acad Sci U S A 88:936-40.

Morgan MM, Labno CM, Van Seventer GA, Denny MF, Straus DB, Burkhardt JK. 2001. Superantigen-induced T cell:B cell conjugation is mediated by LFA-1 and requires signaling through Lck, but not ZAP-70. J Immunol 167:5708-18.

162. Tanaka Y, Fukudome K, Hayashi M, Takagi S, Yoshie O. 1995. Induction of ICAM-1 and LFA-3 by Taxi of human T-cell leukemia virus type 1 and mechanism of down-regulation of ICAM-1 or LFA-1 in adult-T-cell-leukemia cell lines. Int J Cancer 60:554-61.

163. Giam CZ, Jeang KT. 2007. HTLV-1 Tax and adult T-cell leukemia. Front Biosci 12:1496-507.

164. Sigal A, Kim JT, Balazs AB, Dekel E, Mayo A, Milo R, Baltimore D. 2011. Cell-to-cell spread of HIV permits ongoing replication despite antiretroviral therapy. Nature 477:95-8.

165. Blanchet FP, Stalder R, Czubala M, Lehmann M, Rio L, Mangeat B, Piguet V. 2013. TLR-4 engagement of dendritic cells confers a BST-2/tetherin-mediated restriction of HIV-1 infection to CD4+ T cells across the virological synapse. Retrovirology 10:6.

166. Casartelli N, Sourisseau M, Feldmann J, Guivel-Benhassine F, Mallet A, Marcelin AG, Guatelli J, Schwartz O. 2010. Tetherin restricts productive HIV-1 cell-to-cell transmission. PLoS Pathog 6:e1000955.

167. Chu H, Wang JJ, Qi M, Yoon JJ, Chen X, Wen X, Hammonds J, Ding L, Spearman P. 2012. Tetherin/BST-2 is essential for the formation of the intracellular virus-containing compartment in HIV-infected macrophages. Cell Host Microbe 12:36072.

168. Giese S, Marsh M. 2014. Tetherin can restrict cell-free and cell-cell transmission of HIV from primary macrophages to T cells. PLoS Pathog 10:e1004189.

169. Kuhl BD, Sloan RD, Donahue DA, Bar-Magen T, Liang C, Wainberg MA. 2010. Tetherin restricts direct cell-to-cell infection of HIV-1. Retrovirology 7:115.

170. Jolly C, Booth NJ, Neil SJ. 2010. Cell-cell spread of human immunodeficiency virus type 1 overcomes tetherin/BST-2-mediated restriction in T cells. J Virol 84:12185-99.

171. Coleman CM, Spearman P, Wu L. 2011. Tetherin does not significantly restrict dendritic cell-mediated HIV-1 transmission and its expression is upregulated by newly synthesized HIV-1 Nef. Retrovirology 8:26.

172. Lama J, Mangasarian A, Trono D. 1999. Cell-surface expression of CD4 reduces HIV-1 infectivity by blocking Env incorporation in a Nef- and Vpu-inhibitable manner. Curr Biol 9:622-31.

173. Douglas JL, Viswanathan K, McCarroll MN, Gustin JK, Früh K, Moses AV. 2009. Vpu directs the degradation of the human immunodeficiency virus restriction factor BST-2/Tetherin via a {beta}TrCP-dependent mechanism. J Virol 83:793147.

174. Goffinet C, Allespach I, Homann S, Tervo HM, Habermann A, Rupp D, Oberbremer L, Kern C, Tibroni N, Welsch S, Krijnse-Locker J, Banting G, Kräusslich HG, Fackler OT, Keppler OT. 2009. HIV-1 antagonism of CD317 is species specific and involves Vpu-mediated proteasomal degradation of the restriction factor. Cell Host Microbe 5:285-97.

175. Mangeat B, Gers-Huber G, Lehmann M, Zufferey M, Luban J, Piguet V. 2009. HIV-1 Vpu neutralizes the antiviral factor Tetherin/BST-2 by binding it and directing its beta-TrCP2-dependent degradation. PLoS Pathog 5:e1000574.

176. Hammonds J, Wang JJ, Yi H, Spearman P. 2010. Immunoelectron microscopic evidence for Tetherin/BST2 as the physical bridge between HIV-1 virions and the plasma membrane. PLoS Pathog 6:e1000749.

177. Perez-Caballero D, Zang T, Ebrahimi A, McNatt MW, Gregory DA, Johnson MC, Bieniasz PD. 2009. Tetherin inhibits HIV-1 release by directly tethering virions to cells. Cell 139:499-511.

178. Klimkait T, Strebel K, Hoggan MD, Martin MA, Orenstein JM. 1990. The human immunodeficiency virus type 1-specific protein vpu is required for efficient virus maturation and release. J Virol 64:621-9.

179. Bienstock RJ, Barrett JC. 2001. KAI1, a prostate metastasis suppressor: prediction of solvated structure and interactions with binding partners; integrins, cadherins, and cell-surface receptor proteins. Mol Carcinog 32:139-53.

180. Hemler ME. 2003. Tetraspanin proteins mediate cellular penetration, invasion, and fusion events and define a novel type of membrane microdomain. Annu Rev Cell Dev Biol 19:397-422.

181. Delaguillaumie A, Harriague J, Kohanna S, Bismuth G, Rubinstein E, Seigneuret M, Conjeaud H. 2004. Tetraspanin CD82 controls the association of cholesterol-dependent microdomains with the actin cytoskeleton in T lymphocytes: relevance to co-stimulation. J Cell Sci 117:5269-82.

182. Berger EG. 1999. Tn-syndrome. Biochim Biophys Acta 1455:255-68.

183. Cao Y, Merling A, Karsten U, Goletz S, Punzel M, Kraft R, Butschak G, Schwartz-Albiez R. 2008. Expression of CD175 (Tn), CD175s (sialosyl-Tn) and CD176 (Thomsen-Friedenreich antigen) on malignant human hematopoietic cells. Int J Cancer 123:89-99.

184. Thurnher M, Clausen H, Sharon N, Berger EG. 1993. Use of O-glycosylation-defective human lymphoid cell lines and flow cytometry to delineate the specificity of Moluccella laevis lectin and monoclonal antibody 5F4 for the Tn antigen (GalNAc alpha 1-O-Ser/Thr). Immunol Lett 36:239-43.

185. Ju T, Cummings RD. 2002. A unique molecular chaperone Cosmc required for activity of the mammalian core 1 beta 3-galactosyltransferase. Proc Natl Acad Sci U S A 99:16613-8.

186. Ju T, Lanneau GS, Gautam T, Wang Y, Xia B, Stowell SR, Willard MT, Wang W, Xia JY, Zuna RE, Laszik Z, Benbrook DM, Hanigan MH, Cummings RD. 2008. Human tumor antigens Tn and sialyl Tn arise from mutations in Cosmc. Cancer Res 68:1636-46.

187. Yamamoto SP, Okawa K, Nakano T, Sano K, Ogawa K, Masuda T, Morikawa Y, Koyanagi Y, Suzuki Y. 2011. Huwe1, a novel cellular interactor of Gag-Pol through integrase binding, negatively influences HIV-1 infectivity. Microbes Infect 13:339-49.

188. Alamares-Sapuay JG, Martinez-Gil L, Stertz S, Miller MS, Shaw ML, Palese P. 2013. Serum- and glucocorticoid-regulated kinase 1 is required for nuclear export of the ribonucleoprotein of influenza A virus. J Virol 87:6020-6.

189. Popov S, Rexach M, Ratner L, Blobel G, Bukrinsky M. 1998. Viral protein R regulates docking of the HIV-1 preintegration complex to the nuclear pore complex. J Biol Chem 273:13347-52.

190. Ueda S, Ebina H, Kanemura Y, Misawa N, Koyanagi Y. 2016. Anti-HIV-1 potency of the CRISPR/Cas9 system insufficient to fully inhibit viral replication. Microbiol Immunol 60:483-96.

191. Wang G, Zhao N, Berkhout B, Das AT. 2016. CRISPR-Cas9 Can Inhibit HIV-1 Replication but NHEJ Repair Facilitates Virus Escape. Mol Ther 24:522-6.

192. Wang Z, Pan Q, Gendron P, Zhu W, Guo F, Cen S, Wainberg MA, Liang C. 2016. CRISPR/Cas9-Derived Mutations Both Inhibit HIV-1 Replication and Accelerate Viral Escape. Cell Rep 15:481-489.

193. Yoder KE, Bundschuh R. 2016. Host Double Strand Break Repair Generates HIV-1 Strains Resistant to CRISPR/Cas9. Sci Rep 6:29530.

194. Pique C, Jones KS. 2012. Pathways of cell-cell transmission of HTLV-1. Front Microbiol 3:378.

195. Agosto LM, Zhong P, Munro J, Mothes W. 2014. Highly active antiretroviral therapies are effective against HIV-1 cell-to-cell transmission. PLoS Pathog 10:e1003982.

196. Vasiliver-Shamis G, Dustin ML, Hioe CE. 2010. HIV-1 Virological Synapse is not Simply a Copycat of the Immunological Synapse. Viruses 2:1239-60.

197. Sood C, Marin M, Chande A, Pizzato M, Melikyan GB. 2017. SERINC5 protein inhibits HIV-1 fusion pore formation by promoting functional inactivation of envelope glycoproteins. J Biol Chem 292:6014-6026.

198. van Lunzen J, Glaunsinger T, Stahmer I, von Baehr V, Baum C, Schilz A, Kuehlcke K, Naundorf S, Martinius H, Hermann F, Giroglou T, Newrzela S, Müller I, Brauer F, Brandenburg G, Alexandrov A, von Laer D. 2007. Transfer of autologous gene-modified T cells in HIV-infected patients with advanced immunodeficiency and drug-resistant virus. Mol Ther 15:1024-33.

199. Delville M, Touzot F, Couzin C, Hmitou I, Djerroudi L, Ouedrani A, Lefrere F, Tuchman-Durand C, Mollet C, Fabreguettes JR, Ferry N, Laganier L, Magnani A, Magrin E, Jolaine V, Saez-Cirion A, Wolstein O, Symonds G, Frange P, Moins-Teisserenc H, Chaix-Baudier ML, Toubert A, Larghero J, Parquet N, Brignier AC, Barre-Sinoussi F, Oksenhendler E, Cavazzana M. 2019. Safety of CD34(+) Hematopoietic Stem Cells and CD4(+) T Lymphocytes Transduced with LVsh5/C46 in HIV-1 Infected Patients with High-Risk Lymphoma. Mol Ther Methods Clin Dev 13:303-309.

200. Hartweger H, McGuire AT, Horning M, Taylor JJ, Dosenovic P, Yost D, Gazumyan A, Seaman MS, Stamatatos L, Jankovic M, Nussenzweig MC. 2019. HIV-specific humoral immune responses by CRISPR/Cas9-edited B cells. J Exp Med 216:1301-1310.

201. Nahmad AD, Raviv Y, Horovitz-Fried M, Sofer I, Akriv T, Nataf D, Dotan I, Carmi Y, Burstein D, Wine Y, Benhar I, Barzel A. 2020. Engineered B cells expressing an anti-HIV antibody enable memory retention, isotype switching and clonal expansion. Nat Commun 11:5851.