Epstein-Barr 病毒如何 “操纵” 组蛋白修饰促进上皮恶性肿瘤进展？关键因子 KDM5B 揭示重要机制

为探究 EBV 致上皮肿瘤机制，研究人员聚焦 KDM5B，发现其被 EBV 上调促肿瘤，为治疗提供新策略。

　　Epstein-Barr 病毒（EBV），这个在全球超 90% 人口体内 “潜伏” 的人类疱疹病毒，一直以来都是科学界重点关注的对象。它与多种恶性肿瘤的发生密切相关，尤其是上皮起源的鼻咽癌（NPC）和胃癌（GC），这两种癌症占 EBV 相关恶性肿瘤的约 80%。尽管人们早已知道 EBV 与这些癌症有关，但 EBV 究竟是如何驱动癌症发展的，特别是它引发的组蛋白修饰相关机制，却如同迷雾一般，让科研人员困惑不已。

组蛋白修饰在癌症的发生和发展过程中起着关键作用，它就像一把 “分子开关”，通过对染色质结构和基因转录的调控，影响着细胞的各种行为。EBV 感染会引起组蛋白修饰的改变，然而，在 EBV 相关的上皮肿瘤中，具体涉及哪些组蛋白修饰因子以及它们的致癌机制，依旧是未解之谜。

为了揭开这些谜团，中山大学肿瘤防治中心的研究人员开展了一项深入的研究。他们的研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志上，为我们理解 EBV 相关上皮肿瘤的发病机制带来了新的曙光。

在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们整合分析了 NPC 活检样本的单细胞转录组数据以及 EBV 感染细胞模型的批量 RNA 测序数据，以此来筛选相关因子。同时，通过构建体外 EBV 感染模型，对细胞进行感染和处理。另外，免疫组化（IHC）、蛋白质免疫印迹（Western blot）、实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）、荧光素酶报告基因检测等实验技术也被广泛应用，用于检测蛋白表达、基因转录活性等指标。在动物实验方面，研究人员建立了体内小鼠异种移植模型，以探究相关基因和蛋白在体内的功能。此外，还进行了染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）和染色质免疫沉淀定量聚合酶链反应（ChIP-qPCR）分析，来研究蛋白与 DNA 的相互作用以及组蛋白修饰情况。

下面来具体看看研究结果。

1. KDM5B 是 EBV 诱导上皮肿瘤进展的关键表观遗传因子：研究人员分析了 10 个 NPC 组织中 EBV^high和 EBV^low恶性上皮细胞的单细胞转录组数据，结合体外 EBV 感染模型的转录组测序分析，发现赖氨酸去甲基化酶 5B（KDM5B）在 EBV 感染后显著上调。通过 Western blot 分析进一步证实，在 EBV 阳性的 NPC 和 GC 细胞系中，KDM5B 蛋白水平明显增加。免疫组化染色实验表明，KDM5B 高表达与 NPC 患者的总生存期（OS）和无病生存期（DFS）缩短以及转移相关，这意味着 KDM5B 在 EBV 诱导的上皮肿瘤进展中起着重要作用。
2. EBNA1 与 CEBPB 协同促进 KDM5B 转录：考虑到 EBV 在相关上皮肿瘤中的潜伏特性，研究人员探究了 EBV 感染对 KDM5B 表达的影响。通过分析 NPC 肿瘤活检样本的转录组数据，发现 KDM5B 与 EBV 核抗原 1（EBNA1）呈正相关。进一步实验表明，EBNA1 过表达能显著增加 KDM5B 的表达，而 EBNA1 敲低则导致 KDM5B 表达下降。研究人员通过多种实验手段发现，EBNA1 通过与转录因子 CEBPB 相互作用，间接促进 KDM5B 转录，且这种调节作用依赖于 EBV 的存在。
3. BZLF1 直接激活 KDM5B 转录：鉴于 EBV 裂解周期在肿瘤进展中的作用，研究人员研究了 EBV 裂解复制过程中 KDM5B 的激活情况。用佛波酯 12 - 肉豆蔻酸 13 - 乙酸酯（TPA）和丁酸钠（NaB）诱导 EBV 阳性细胞系的裂解再激活，发现 KDM5B 表达显著上调，且这种上调与早期裂解基因的激活相关，独立于 DNA 复制阶段。研究还发现，立即早期裂解基因 BZLF1 能直接结合到 KDM5B 启动子上的 Zta 反应元件（ZREs），激活 KDM5B 转录，并且 EBNA1 和 BZLF1 对 KDM5B 的转录激活作用相互独立。
4. KDM5B 在 EBV 相关上皮肿瘤中发挥致癌作用：为了探究 KDM5B 在 EBV 相关上皮肿瘤中的功能，研究人员进行了一系列实验。在体外，通过 shRNA 介导的 KDM5B 敲低实验表明，KDM5B 敲低会抑制 EBV 阳性 NPC 和 GC 细胞的增殖、集落形成和球体形成能力，而过表达 KDM5B 则会增强这些能力。在体内，小鼠异种移植模型实验显示，KDM5B 敲低的细胞形成的异种移植瘤生长明显减缓，而过表达 KDM5B 的细胞形成的肿瘤则具有更强的致瘤能力，这充分证明了 KDM5B 在促进 EBV 阳性上皮肿瘤进展中的关键致癌作用。
5. KDM5B 通过 H₃K4me₃去甲基化抑制 PLK2 表达：为了深入了解 KDM5B 促进肿瘤进展的分子机制，研究人员进行了 ChIP-seq 分析，发现 KDM5B 在全基因组启动子区域广泛存在。通过转录组分析和一系列验证实验，确定了丝氨酸 / 苏氨酸蛋白激酶 2（PLK2）是 KDM5B 的主要靶基因。KDM5B 通过降低 PLK2 启动子区域的 H₃K4me₃修饰水平，下调 PLK2 表达，进而影响肿瘤的发展。
6. KDM5B 通过抑制 PLK2 促进 EBV 相关上皮肿瘤进展：研究人员发现，PLK2 在 EBV 相关癌症中发挥肿瘤抑制作用，其过表达能抑制 NPC 和 GC 细胞的生长和集落形成，而敲低则会促进这些过程。同时，PLK2 能显著削弱 KDM5B 过表达导致的细胞增殖和致瘤能力增强，并且 KDM5B 对 PLK2 的调节依赖于 EBV 的存在。体内实验也证实，PLK2 过表达能抑制因 KDM5B 过表达而促进的肿瘤生长，这表明 KDM5B 可能通过抑制 PLK2 来促进 EBV 相关上皮肿瘤的进展。
7. KDM5B/PLK2 轴介导 EBV 诱导的 PI3K/AKT/mTOR 通路激活：由于 PI3K/AKT/mTOR 信号通路在 EBV 相关上皮癌症的进展中起着关键作用，研究人员探究了 KDM5B 和 PLK2 对该通路的影响。Western blot 分析表明，EBV 感染导致 KDM5B 上调和 PLK2 下调，同时激活 PI3K/AKT/mTOR 通路。KDM5B 敲低会抑制该通路的激活，而 KDM5B 过表达则会激活该通路，PLK2 过表达能减弱 KDM5B 过表达对该通路的激活作用，这说明 EBV 诱导的 KDM5B 上调通过抑制 PLK2 来促进 PI3K/AKT/mTOR 信号通路的激活。
8. 抑制 KDM5B 可减缓 EBV 阳性肿瘤细胞的进展：鉴于 KDM5B 在肿瘤发生中的作用，研究人员使用 KDM5B 小分子抑制剂 AS-8351 处理 EBV 阳性上皮肿瘤细胞。实验结果显示，AS-8351 能显著抑制肿瘤细胞的增殖、集落形成和球体形成能力，且在体内实验中，能有效抑制 NPC 患者来源的异种移植瘤（PDX）和 AGS-EBV 细胞形成的肿瘤生长，同时上调 H₃K4me₃和 PLK2 的表达，抑制 PI3K/AKT/mTOR 通路，这表明抑制 KDM5B 是治疗 EBV 相关上皮肿瘤的一种有前景的策略。

综上所述，研究人员通过一系列实验，首次揭示了 EBV 在潜伏期和裂解期均能通过劫持宿主的组蛋白修饰机制，分别由 EBNA1 和 BZLF1 介导，上调 KDM5B 的表达。KDM5B 通过对 H₃K4me₃去甲基化抑制肿瘤抑制基因 PLK2 的表达，从而激活 PI3K/AKT/mTOR 通路，促进肿瘤进展。这项研究为我们深入理解 EBV 相关上皮肿瘤的发病机制提供了新的视角，也为开发针对 EBV 相关癌症的治疗策略提供了潜在的靶点，具有重要的理论和临床意义。虽然研究存在一定局限性，如可能存在其他下游因子参与 KDM5B 诱导的肿瘤进展，还有其他组蛋白修饰酶的作用有待探索，但这并不影响该研究成果的重要价值，为后续的研究指明了方向。