骨硬化症相关蛋白依赖RNA外切体抑制乙型肝炎病毒复制研究

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuanCL19861125
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乙型肝炎病毒(HBV)是一种严重危害人类健康的DNA病毒,全世界约有30亿人感染过HBV,其中3.5亿为慢性乙肝携带者。我国是世界上乙型肝炎病毒感染的高发地区之一,慢性乙肝携带者人数大约有1.2亿。乙型肝病毒能够导致肝炎,肝硬化和肝癌,给我国人民的身体健康带来了巨大的危害。尽管已经开发了有效的疫苗,但是因为个体差异,疫苗并不能对所有的接种个体产生免疫保护。当前治疗HBV的主要药物是干扰素以及核苷酸类似物,但是这些药物具有较强的副作用或者容易产生耐药性,并且这些药物不能治愈慢性乙型肝炎患者。因此深入研究HBV的复制以及HBV与宿主细胞的关系,对于开发新的治疗HBV的方法具有重要意义。
  骨硬化症相关蛋白(Ostm1)是一种与骨硬化症有关的蛋白,在肝脏细胞中也有一定水平的表达。目前对Ostm1蛋白的研究还比较局限,已经报道的Ostm1生物学功能包括Ostm1与CLC-7相互作用,协助其生物学功能;调控Wnt/β信号通路;作为一种泛素连接酶E3引发Gαi3降解;在间充质干细胞分化过程中发挥抗脂肪因子作用。但是Ostm1在HBV感染和复制中的作用没有报道。
  我们的研究发现HBV能够明显抑制肝癌细胞中Ostm1的表达,在慢性乙肝患者血液PBMC中的Ostm1的表达明显低于健康人。通过过表达和干扰实验发现,Ostm1能明显抑制转染HBV1.3质粒的肝癌细胞系和感染HBV病毒的HepG2-NTCP感染系统中的HBV基因表达和复制。利用荧光素酶报告系统实验发现Ostm1对HBV启动子的活性没有影响,通过构建pSV40/CMV-pgRNA/2.4/2.1质粒系统,利用Northernblot实验证实了Ostm1在转录后水平影响HBVmRNA。此外,还发现Ostm1对HBVmRNA的抑制作用发生在细胞质中而不是细胞核中,Ostm1能够明显加速HBVmRNA的降解。利用报告系统实验和Northernblot实验,我们确定了HBVmRNA的837-1065nt和1598-1796nt两个区域是Ostm1抑制HBVmRNA的关键区域,RNA-蛋白免疫共沉淀实验发现,Ostm1能与HBV的RNA在细胞中形成RNA-蛋白复合体(RNPs)。
  RNA降解机制是维持细胞中RNA稳定性的重要机制,细胞中产生的错误RNA和多余的RNA都能被RNA降解机器降解,RNA降解机器还能够降解病毒的RNA,从而起到抑制病毒的作用。通过蛋白质免疫共沉淀实验,GST-pull-down实验和免疫荧光共聚焦实验我们证明了Ostm1能与RNA外切体相互结合,利用干扰RNA实验和Northernblot实验发现Ostm1依赖RNA外切体的3-5降解途径而不是Xrn1参与的5-3降解途径降解HBVmRNA。我们对Ostm1的四个结构域在Ostm1抑制HBV基因表达和复制中的作用进行了研究,发现Ostm1的N端,C端结构域和跨膜区域Tm在Ostm1抗HBV作用中起到重要作用。蛋白质免疫共沉淀实验发现Ostm1的C端结构域是Ostm1与RNA外切体相互作用的关键区域,缺失了C端结构域的Ostm1不能与RNA外切体结合,无法招募RNA外切体降解HBVmRNA,从而失去对HBV的抑制作用。此外,我们还对Ostm1与干扰素的关系进行研究,发现在HepG2细胞中,过表达Ostm1不影响IFNα和IFNγ下游蛋白因子的表达,同样IFNα和IFNγ也不影响HepG2中Ostm1的表达,由此表明,Ostm1通过RNA降解机制抑制HBV复制是不依赖干扰素信号通路。
  本研究发现了肝脏细胞中Ostm1与HBV的一个新调控机制。一方面Ostm1能够与HBVmRNA结合形成RNA-蛋白复合体(RNPs),另一方面Ostm1能够与RNA外切体相互作用将RNA外切体招募到HBVmRNA上降解HBV的mRNA,降低细胞质中HBVmRNA的水平,从而抑制HBV基因的表达和复制,同时HBV还能抑制Ostm1的表达,保护自身的mRNA,建立持续的病毒感染。
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