PNAS|夏宇尘课题组揭示核仁素调控乙肝病毒微染色体分子机制

　　

近日，病毒学国家重点实验室/武汉大学泰康医学院（基础医学院）/泰康生命医学中心夏宇尘教授课题组在国际学术期刊The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)发表题为“Nucleolin Binds to and Regulates Transcription of Hepatitis B Virus Covalently Closed Circular DNA Minichromosome”的研究论文。该研究使用一系列技术手段分离乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）微染色体cccDNA，利用免疫沉淀-液质联用质谱技术和siRNA筛选出其关键调控因子核仁素（Nucleolin, NCL）并进一步解析了其作用机制。

全球约有2.57亿慢性乙肝感染者，其中大约三分之一在中国。乙肝病毒感染者发生肝硬化和肝癌的几率高，我国每年约有30-40万人死于乙肝病毒导致的肝硬化及肝癌。虽然目前有针对乙肝病毒的疫苗和药物，但慢性乙型肝炎仍很难被完全治愈。因此，迫切需要寻找新的药物靶点来清除乙肝病毒。乙肝病毒感染肝脏后，会形成病毒自己的微染色体cccDNA。cccDNA作为病毒复制的模板在被感染的细胞中长期稳定存在，现有药物无法将其彻底清除。全面深入地解析cccDNA的调控机制不仅可以加深对乙肝病毒宿主互作机制的了解，而且有助于发现新的抗病毒靶点、为开发新的治疗药物提供理论基础。

在本研究中，研究人员利用HBV核心蛋白（HBc）结合在cccDNA微染色体上的特性，通过HBc抗体富集HBV感染细胞的细胞核中的cccDNA。通过质谱分析和siRNA筛选发现NCL可能参与cccDNA调控。通过ChIP-qPCR及ChIP-seq等手段验证，确定了NCL是HBV cccDNA的结合蛋白。进一步的功能和机制研究表明，NCL与HBV感染的肝细胞核中的HBc共定位，并正调 cccDNA转录。NCL敲低未改变cccDNA甲基化程度，但邻位连接技术（PLA）和ChIP-seq显示NCL影响cccDNA特定区域相关的组蛋白修饰，提示NCL调控cccDNA表观遗传修饰。通过一系列缺失及回补实验，研究人员发现NCL与cccDNA的结合依赖于HBx而不是HBc，这与课题组发表的前述病毒蛋白在cccDNA转录中的作用（Zhong et al. JVI 2022）一致。目前已有针对NCL治疗多种癌症的临床试验正在开展，其是否能作为抗HBV靶点值得进一步探索。本研究有助于更好地了解HBV cccDNA微染色体的组成和调控，为设计治疗方案以实现慢性HBV感染的功能性治愈提供了理论依据。

该研究得到国家自然科学基金(81971936)、美国国立卫生研究院等项目资助。夏宇尘教授和NIH Jake Liang研究员为共同通讯作者，武汉大学程晓明研究员为该文共同第一作者。

 

全文链接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2306390120

 

夏宇尘教授2018年通过海外高层次人才计划回国后一直致力于病毒性肝炎的研究，在乙肝病毒实验模型的建立、病毒宿主相互作用机制和新型抗病毒治疗手段上做了一系列的工作，作为通讯作者在PNAS, Journal of Hepatology, Hepatology, Nature Metabolism, Plos Pathogens等学术期刊发表多篇论文。实验室招收博士后1-2名，详情请联系[e-mail]。