《研究发现调控HIV潜伏的重要宿主蛋白》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-05-08
  •         5月1日,国际学术期刊mBio在线发表了中国科学院上海巴斯德研究所王建华研究组的研究论文SUN2 modulates HIV-1 infection and latency through association with lamin A/C to maintain the repressive chromatin。该研究揭示了宿主蛋白SUN2与核纤层蛋白lamin A/C相互作用通过维持抑制性染色质特性调控HIV的潜伏。  潜伏的HIV不能被抗逆转录病毒药物清除,这是当前实现HIV/AIDS根治的主要难点。根治策略的发展亟待潜伏机制的深入研究。HIV启动子 LTR(长末端重复)驱动的前病毒DNA转录水平的抑制是病毒维持潜伏的关键。LTR活性受到宿主因子和病毒本身蛋白的多重调控,其中LTR区域的表观遗传学修饰和染色质构象是调控其活性的关键因素之一。

            王建华研究组利用基因芯片技术筛选了多种能够调控HIV转录的宿主细胞因子,并对其中具有代表性的宿主因子进行了系列、深入研究。之前曾报道宿主因子Naf1(HIV Nef-associated factor 1)通过抑制NF-κB信号通路的激活,阻断LTR启动子驱动的病毒转录,维持HIV潜伏(Li C, et al., 2016, J Virol)。

            宿主蛋白SUN2(Sad, UNC-84 domain protein)是在多种细胞中广泛表达的二型跨膜蛋白,定位于细胞内层核膜上,与核纤层蛋白Lamin A/C连接,增加细胞骨架的稳定性,在细胞有丝分裂、DNA损伤修复及调控信号通路和基因转录中起到重要作用。博士研究生孙玮玮等在王建华的指导下,发现Lamin A/C可把SUN2锚定到HIV-LTR的Nuc(核小体)-1和Nuc-2区域,该区域是LTR驱动转录的关键调控位点;SUN2/Lamin A/C与HIV-LTR的结合,抑制LTR驱动的HIV前病毒基因转录的启始和延伸;机制上,SUN2/Lamin A/C维持了HIV-LTR区域抑制性染色质特性,阻止包括磷酸化的RNA聚合酶II(RNA polymerase II,RNAPII)在内的转录因子至 LTR启动子的招募;干涉SUN2表达,发现LTR Nuc-1和Nuc-2组蛋白修饰H3K4me3显着增加,并发现姐妹染色单体间的距离增加,代表染色质向活跃形式的构象转换;TNF-α激活潜伏HIV或HIV的感染可使SUN2/Lamin A/C相互作用解离,也反过来证实SUN2/Lamin A/C相互作用对HIV复制抑制和潜伏维持作用,提示SUN2/Lamin A/C结合解离是启动HIV复制和潜伏再激活的先决条件。该研究发现调控HIV复制和潜伏的重要宿主蛋白,为抗病毒策略设计提供了宿主新靶点。

            该研究得到上海巴斯德所研究员金侠、中国科学院生物化学与细胞生物学研究所研究员周兆才和副研究员焦石的支持。该研究得到来自国家基金委、中国科学院及科技部艾滋病和病毒性肝炎重大传染病防治专项等的资助。

  • 原文来源:http://news.bioon.com/article/6721818.html
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    • 6月11日,国际学术期刊J Biol Chem 在线发表了中国科学院上海巴斯德研究所王建华课题组研究论文Scaffold attachment factor B suppresses HIV-1 infection of CD4+ cells by preventing binding of RNA polymerase II to HIV-1’s long terminal repeat。该研究揭示了宿主蛋白SAFB1通过抑制磷酸化的RNA聚合酶II结合HIV-1启动子LTR(长末端重复)从而调控HIV-1的转录与潜伏。 潜伏的HIV-1不能被抗逆转录病毒药物清除,这是当前实现HIV/AIDS根治的主要难点。根治策略的发展亟待潜伏机制的深入研究。HIV-1 LTR驱动的前病毒DNA转录水平的抑制是病毒维持潜伏的关键。LTR活性受到宿主因子和病毒本身蛋白的多重调控。 王建华研究组利用基因芯片技术筛选了多种能够调控HIV转录的宿主细胞因子,并对其中具有代表性的宿主因子进行了系列深入研究。陆续报道宿主因子Naf1(HIV Nef-associated factor 1)通过抑制NF-κB信号通路的激活,阻断LTR启动子驱动的病毒转录,维持HIV潜伏(Li C, et al., 2016, J Virol);以及宿主因子Sun2(Sad, UNC-84 domain protein)通过与核纤层蛋白Lamin A/C相互作用,维持抑制性染色质特性,调控HIV的潜伏(Sun WW, et al., 2018, mBio)。 宿主蛋白SAFB1(Scaffold attachment factor B)广泛表达于多种细胞,同时含有RNA结合结构域及DNA结合结构域,通过羧基端结构域结合多种细胞核内蛋白,参与基因表达调控、RNA剪接及DNA损伤修复。博士研究生马力等在王建华的指导下,发现SAFB1能够显着抑制HIV-1感染宿主靶细胞CD4+T细胞,进一步分析揭示SAFB1结合于HIV-1 LTR区域,抑制HIV-1的转录起始及转录延伸。机制上,SAFB1通过羧基端富含精氨酸及甘氨酸的结构域结合磷酸化的RNA聚合酶II,阻止磷酸化的RNA聚合酶II结合于HIV-1 LTR,进而抑制HIV-1的转录进程。在HIV-1潜伏细胞中,敲除SAFB1能够显着增加HIV-1前病毒的激活。该研究发现调控HIV-1复制和潜伏的重要宿主蛋白,为抗病毒策略设计提供了宿主新靶点。 该研究得到苏州大学教授熊思东及上海巴斯德所研究员金侠的大力支持。该研究得到来自国家基金委、中国科学院及科技部艾滋病和病毒性肝炎重大传染病防治专项等的资助。
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    • 编译者:hujm
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    • 1月5日,广州健康院王建华和陈凌课题组合作揭示调控HIV潜伏的重要细胞信号通路,发现能够高效激活潜伏HIV的小分子化合物,并提示该化合物可用于HIV潜伏根治手段,相关成果以Pharmacological suppression of glycogen synthase kinase-3 reactivates HIV-1 from latency via activating Wnt/β-catenin/TCF1 axis in CD4+ T cells为题发表于国际学术期刊Emerging Microbes & Infections上。   HIV作为逆转录病毒,其基因组逆转录为DNA后可整合到宿主基因组中,建立潜伏感染。CD4+ T细胞是HIV主要潜伏细胞;在组织解剖学上,肠系膜淋巴结、肠黏膜组织、生殖道黏膜组织及中枢神经系统等是HIV主要“藏匿”位点。这些潜伏的HIV不能被抗逆转录病毒药物治疗(ART)清除,这是当前实现HIV/AIDS根治的主要难点之一。“激活-杀灭”模式(Shock and Kill)是当前为实现根治所重点研发的策略之一,即利用潜伏激活剂(LRA)激活潜伏的HIV,“引蛇出洞”,然后联合ART或细胞免疫治疗杀灭激活的病毒或感染细胞,以达到清除潜伏病毒的目的。多种LRAs如蛋白激酶C(PKC)通路激活剂及表观遗传学修饰调节剂等正处于临床试验阶段。但由于HIV潜伏复杂调控机制,这些LRA在体内尚未显示高效的潜伏激活效果。   HIV/AIDS根治策略的发展亟待HIV潜伏机制的深入剖析。王建华团队前期曾对HIV潜伏调控机制进行了系统的研究,发现多种调控HIV潜伏的关键宿主靶点。如,色氨酸代谢产物可通过激活芳香烃受体(AHR)信号通路激活潜伏的HIV(mBio, 2019);宿主蛋白RBMX(mBio, 2020)、SUN2(mBio, 2018)、SAFB1(J Bio Chem, 2018)、Naf1(J Virol, 2017)及长链非编码RNA MALAT1(Nucleic Acids Res, 2019)是调控HIV潜伏的重要宿主因子。团队针对这些调控HIV潜伏的关键宿主靶点研发能够激活潜伏HIV的LRAs。   本研究发现小分子化合物6-BIO可高效激活CD4+ T细胞中潜伏的HIV, 并利用SIV(猴免疫缺陷病毒)感染的恒河猴模型评价了6-BIO激活潜伏病毒的效果。论文提示6-BIO可作为高效的LRA联合ART或细胞免疫治疗, 适用于“激活-杀灭”策略,用于HIV潜伏根治。6-BIO,汉语名字:(2ˊZ,3ˊE)-6-溴靛玉红-3ˊ-肟;英文名字:6-Bromoindirubin-3-acuteoxime,分子式:C16H10BrN3O2,是从环带骨螺中分离出的紫靛玉红染料的衍生物。   论文并对6-BIO激活CD4+ T细胞中潜伏HIV的机制进行了研究。科研人员发现,6-BIO通过抑制细胞内GSK-3(糖原合成酶激酶-3)激活细胞内Wnt/β-catenin/TCF1信号通路;该通路的激活可导致转录因子TCF1募集至HIV启动子LTR区域,并改变LTR区域组蛋白表观遗传学修饰,从而驱动HIV前病毒DNA转录和激活潜伏病毒。   该论文通讯作者为王建华和陈凌;第一作者为:闻婧(上海巴斯德研究所)、李欣(广州健康院)及赵清霞(郑州第六人民医院)。该研究得到河南师范大学常俊标团队、中山大学邓凯团队及上海巴斯德研究所苏枭和王海坤团队的支持。本研究得到国家自然科学基金及中国科学院前沿局重点项目的资助。