Upon reactivation of quiescent neurotropic viruses antigen (Ag)-specific brain resident-memory CD8+ T-cells (bTRM) may respond to de novo-produced viral Ag through the rapid release of IFN-γ, which drives subsequent interferon-stimulated gene expression in surrounding microglia. Through this mechanism, a small number of adaptive bTRM may amplify responses to viral reactivation leading to an organ-wide innate protective state. Over time, this brain-wide innate immune activation likely has cumulative neurotoxic and neurocognitive consequences. We have previously shown that HIV-1 p24 Ag-specific bTRM persist within the murine brain using a heterologous prime-CNS boost strategy. In response to Ag restimulation, these bTRM display rapid and robust recall responses, which subsequently activate glial cells. In this study, we hypothesized that repeated challenges to viral antigen (Ag) (modeling repeated episodes of viral reactivation) culminate in prolonged reactive gliosis and exacerbated neurotoxicity. To address this question, mice were first immunized with adenovirus vectors expressing the HIV p24 capsid protein, followed by a CNS-boost using Pr55Gag/Env virus-like particles (HIV-VLPs). Following the establishment of the bTRM population [>30 days (d)], prime-CNS boost animals were then subjected to in vivo challenge, as well as re-challenge (at 14 d post-challenge), using the immunodominant HIV-1 AI9 CD8+ T-cell epitope peptide. In these studies, Ag re-challenge resulted in prolonged expression of microglial activation markers and an increased proliferative response, longer than the challenge group. This continued expression of MHCII and PD-L1 (activation markers), as well as Ki67 (proliferative marker), was observed at 7, 14, and 30 days post-AI9 re-challenge. Additionally, in vivo re-challenge resulted in continued production of inducible nitric oxide synthase (iNOS) with elevated levels observed at 7, 14 and 30 days post re-challenge. Interestingly, iNOS expression was significantly lower among challenged animals when compared to re-challenged groups. Furthermore, in vivo specific Ag re-challenge produced lower levels of arginase (Arg)-1 when compared with the challenged group. Taken together, these results indicate that repeated Ag-specific stimulation of adaptive immune responses leads to cumulative dysregulated microglial cell activation.

中文翻译：

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重复抗原刺激后小胶质细胞活化和增殖失调。

在静止的嗜神经病毒抗原 (Ag) 特异性脑常驻记忆 CD8+ T 细胞 (bTRM) 重新激活后，可能通过快速释放 IFN-γ 对从头产生的病毒 Ag 作出反应，后者驱动随后的干扰素刺激基因表达小胶质细胞周围。通过这种机制，少量适应性 bTRM 可能会放大对病毒再激活的反应，从而导致器官范围内的先天保护状态。随着时间的推移，这种全脑先天免疫激活可能会产生累积的神经毒性和神经认知后果。我们之前已经表明，HIV-1 p24 Ag 特异性 bTRM 使用异源性中枢神经系统增强策略在鼠脑中持续存在。为响应 Ag 再刺激，这些 bTRM 显示出快速而强大的回忆反应，随后激活神经胶质细胞。在这项研究中，我们假设对病毒抗原 (Ag) 的反复挑战（模拟病毒再激活的重复发作）最终导致反应性神经胶质增生延长和神经毒性加剧。为了解决这个问题，首先用表达 HIV p24 衣壳蛋白的腺病毒载体对小鼠进行免疫，然后使用 Pr55Gag/Env 病毒样颗粒 (HIV-VLP) 进行 CNS 增强。在建立 bTRM 群体后 [>30 天 (d)]，然后使用免疫显性 HIV-1 对致敏 CNS 加强动物进行体内攻击，以及再次攻击（攻击后 14 天） AI9 CD8+ T 细胞表位肽。在这些研究中，Ag 重新激发导致小胶质细胞激活标记物的延长表达和增殖反应增加，比激发组更长。在 AI9 再次攻击后 7、14 和 30 天观察到 MHCII 和 PD-L1（激活标记）以及 Ki67（增殖标记）的这种持续表达。此外，体内再攻击导致诱导型一氧化氮合酶 (iNOS) 的持续产生，在再攻击后 7、14 和 30 天观察到水平升高。有趣的是，与再次攻击组相比，受攻击动物的 iNOS 表达显着降低。此外，与受攻击组相比，体内特异性 Ag 再攻击产生较低水平的精氨酸酶 (Arg)-1。总之，这些结果表明适应性免疫反应的重复 Ag 特异性刺激导致累积失调的小胶质细胞激活。和 AI9 后 30 天再次挑战。此外，体内再攻击导致诱导型一氧化氮合酶 (iNOS) 的持续产生，在再攻击后 7、14 和 30 天观察到水平升高。有趣的是，与再次攻击组相比，受攻击动物的 iNOS 表达显着降低。此外，与受攻击组相比，体内特异性 Ag 再攻击产生较低水平的精氨酸酶 (Arg)-1。总之，这些结果表明适应性免疫反应的重复 Ag 特异性刺激导致累积失调的小胶质细胞激活。和 AI9 后 30 天再次挑战。此外，体内再攻击导致诱导型一氧化氮合酶 (iNOS) 的持续产生，在再攻击后 7、14 和 30 天观察到水平升高。有趣的是，与再次攻击组相比，受攻击动物的 iNOS 表达显着降低。此外，与受攻击组相比，体内特异性 Ag 再攻击产生较低水平的精氨酸酶 (Arg)-1。总之，这些结果表明适应性免疫反应的重复 Ag 特异性刺激导致累积失调的小胶质细胞激活。与再次攻击组相比，受攻击动物的 iNOS 表达显着降低。此外，与受攻击组相比，体内特异性 Ag 再攻击产生较低水平的精氨酸酶 (Arg)-1。总之，这些结果表明适应性免疫反应的重复 Ag 特异性刺激导致累积失调的小胶质细胞激活。与再次攻击组相比，受攻击动物的 iNOS 表达显着降低。此外，与受攻击组相比，体内特异性 Ag 再攻击产生较低水平的精氨酸酶 (Arg)-1。总之，这些结果表明适应性免疫反应的重复 Ag 特异性刺激导致累积失调的小胶质细胞激活。