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南开大学团队揭示乙肝病毒转录复制调控新机制

  (通讯员 张玮光 记者 吴军辉)记者获悉,长期从事乙肝、肝癌研究的南开大学生命科学学院张晓东教授团队在乙肝病毒转录、复制调控机制方面有了新突破。日前,他们在生物医学领域学术期刊《Theranostics》上发文,首次报道了“组蛋白乙酰转移酶HAT1信号通路促进HBV cccDNA(乙肝病毒共价环状闭合DNA)微小染色体组装和表观遗传修饰”的新机制,为临床清除HBVcccDNA和治疗乙肝提供了新的潜在靶点。

  乙肝病毒(Hepatitis B virus, HBV)的慢性感染可导致肝炎、肝硬变和肝癌。其中,乙肝病毒共价环状闭合DNA(Covalently closed circular DNA, cccDNA)是乙肝病毒复制的核心,是目前抗乙肝药物无法彻底清除HBV的重要原因之一。类似于宿主细胞核小体,HBV cccDNA通过结合HBx和HBc等病毒蛋白以及组蛋白3/4等宿主蛋白,在肝细胞核内形成HBV cccDNA微小染色体,这种HBV cccDNA微小染色体的结构使HBV cccDNA更加稳定和完整,从而实现乙肝病毒的转录和复制。

  因此,在病毒宿主相关作用的过程中,宿主因子在HBVcccDNA微小染色体的组装和表观遗传调控中的作用及其分子机制是重要的科学问题。目前,由于对HBVcccDNA微小染色体调控的分子机制知之甚少,难以开发有效清除HBVcccDNA的药物,是当前临床抗乙肝的重大需求。

  张晓东团队的研究中,研究人员首先建立了一种人肝嵌合小鼠模型,将人的原代肝细胞(Primary human hepatocytes, PHH)移植到肝损伤的免疫缺陷小鼠肝脏中,然后再进行HBV感染。该模型是目前HBV研究领域最为先进和有效的模型之一,可以重现HBV感染人肝细胞的复制过程,最大程度的接近临床。有趣的是,HAT1、CAF-1和长非编码RNA HULC在HBV感染的人肝嵌合小鼠中显著高表达。HAT1/CAF-1信号途径能够促进组蛋白3/4,HBx和p300在HBVcccDNA上的组装,进而HAT1参与HBVcccDNA微小染色体上组蛋白的乙酰化修饰。分子机制研究发现,HBc募集HAT1,使其锚定在HBVcccDNA微小染色体上。长非编码RNA HULC作为“脚手架”增强了HBc与HAT1的结合,从而形成HAT1/HULC/HBc复合物,参与HBV cccDNA微小染色体的表观遗传调控。此外,HBx能够辅激活转录因子Sp1,促进HAT1的表达,形成了正反馈调节模式,有助于HBV的复制。

  上述研究,通过应用先进的人肝嵌合小鼠模型和多种分子生物学研究手段,揭示了HAT1信号通路对HBVcccDNA微小染色体组装及表观遗传调控的重要作用,为阐明HBVcccDNA调控的分子机制提供了实验依据。通过基础研究,阐明HBVcccDNA微小染色体调控的分子机制意义重大,为开发抗乙肝药物,彻底清除HBVcccDNA提供了思路和方向。

  近年来,张晓东课题组先后在《Hepatology》《Cancer Letters》《Theranostics》等国际著名刊物上,系列报道了表观遗传相关因子雄性致死因子2(MSL2)、长非编码RNA HULC和假基因PCNAP1具有调节HBV cccDNA微小染色体调控的作用和分子机制,揭示了乙肝病毒复制和肝癌发生发展的新机制。

  课题组成员杨光博士为论文第一作者,张晓东为该文通讯作者。

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编辑:安然

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