FUBP3通过稳定Tat-TAR复合体增强HIV-1转录活性:T细胞免疫调控新机制

【字体: 时间:2025年04月08日 来源:Molecular Therapy Nucleic Acids 6.5

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  本研究揭示了远上游元件结合蛋白3(FUBP3)在HIV-1转录激活中的关键作用。通过染色质亲和纯化质谱技术(ChAP-MS)发现FUBP3能特异性结合活性HIV启动子,与病毒反式激活蛋白Tat及其靶标TAR-RNA形成功能复合体,稳定Tat蛋白水平并延长TAR-RNA半衰期,促进RNA聚合酶II(RNAPII)延伸。转录组分析显示FUBP3同时调控T细胞活化、炎症反应和致癌通路相关基因,为HIV治疗提供了新的宿主靶点。

  研究背景与意义
HIV-1感染的治疗仍面临潜伏病毒库的挑战,转录调控是病毒潜伏与激活的关键环节。远上游元件结合蛋白3(FUBP3)作为DNA/RNA结合蛋白家族成员,既往研究主要集中于c-Myc等原癌基因调控,其在HIV生命周期中的作用尚未明确。本研究通过多组学方法系统解析了FUBP3在HIV转录中的分子机制。

关键发现

  1. FUBP3对HIV转录的调控作用
    通过染色质亲和纯化联合质谱技术(ChAP-MS),在活性HIV启动子区域鉴定出FUBP3的显著富集。在Jurkat细胞和原代CD4+T细胞中,FUBP3敲除导致病毒mRNA水平下降80%,p24产量显著降低。在J-Lat 10.6潜伏感染模型中,FUBP3缺失使PMA/SAHA诱导的病毒激活效率降低50%,而过表达可完全恢复转录活性。

  2. 基因组层面的调控机制
    Native ChIP-seq分析显示FUBP3主要结合于转录起始位点(TSS)上游区域,与RNAPII在1790个高表达基因中呈现协同分布模式。值得注意的是,FUBP3虽不直接结合HIV基因组,但其缺失导致RNAPII在Nuc-1(550nt)至Nuc-2(800nt)区域的延伸效率显著下降。

  3. Tat依赖性调控通路
    在Tat缺陷型HIVGKOΔTat系统中,FUBP3的调控作用完全消失。体外实验证实FUBP3通过C端结构域(421-572aa)与Tat碱性结构域(48-57aa)直接互作,该互作可被RNase处理增强。Tat降解实验显示FUBP3能将Tat半衰期延长2倍以上,但对碱性结构域突变体(Tat-BRM)无稳定作用。

  4. TAR-RNA稳定机制
    RNA pull-down实验揭示FUBP3特异性识别TAR-RNA茎环结构,对缺失凸起区(TAR-Del)或突变的TAR-RNA结合能力丧失。竞争实验发现Tat可剂量依赖性增强FUBP3-TAR结合,形成非竞争性三元复合体。在J-Lat 10.6细胞中,FUBP3缺失使TAR-RNA在转录抑制剂flavopiridol处理下的降解速率加快3倍。

  5. 多组学揭示的生物学功能
    转录组分析发现FUBP3调控352个基因,包括T细胞活化标志物(CD2、CCR4)、细胞周期调控因子(CDK1、RRM2)和炎症相关基因(TNFAIP3、IER3)。RNA免疫共沉淀测序(RIP-seq)鉴定出346个FUBP3结合mRNA,富集于NF-κB信号、干扰素应答和肿瘤通路。特别值得注意的是,FUBP3能稳定RRM2 mRNA但不影响CDK1 mRNA稳定性。

潜在应用价值
该研究首次阐明FUBP3通过"双稳定"机制(Tat蛋白和TAR-RNA)增强HIV转录,同时调控宿主免疫应答通路。这些发现不仅为HIV潜伏激活提供了新的分子靶点,也为理解FUBP3在肿瘤发生和神经退行性疾病中的作用提供了线索。特别是FUBP3在原发性CD4+T细胞中相对有限的转录调控效应,提示其作为治疗靶点可能具有较好的安全性特征。

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