乙型肝炎病毒(HBV)共價(jià)閉合環(huán)狀DNA(cccDNA)導(dǎo)致病毒的持續(xù)和復(fù)發(fā),但宿主先天免疫系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)cccDNA仍然鮮為人知泼橘。
2024年11月5日,山東大學(xué)武專(zhuān)昌及馬春紅共同通訊在Advanced Science?在線(xiàn)發(fā)表題為“DNA Sensor ABCF1 Phase Separates With cccDNA to Inhibit Hepatitis B Virus Replication”的研究論文物遇。該研究基于cccDNA-肝蛋白相互作用分析,DNA傳感器ATP結(jié)合盒亞家族F成員1(ABCF1)被鑒定為一種新型cccDNA結(jié)合蛋白和HBV復(fù)制的宿主限制因子。
從機(jī)制上講,ABCF1通過(guò)KKx4基序識(shí)別cccDNA,并通過(guò)N端內(nèi)在無(wú)序低復(fù)雜度結(jié)構(gòu)域(LCD)的聚谷氨酰胺(PolyQ)區(qū)域形成相分離縮合物。隨后,ABCF1-cccDNA相分離不僅激活I(lǐng)/III型干擾素(IFN-I/III)途徑,而且還阻止PolII在cccDNA上積累以抑制HBV轉(zhuǎn)錄。反過(guò)來(lái),為了維持病毒復(fù)制,HBV通過(guò)HBx介導(dǎo)的SRY-box轉(zhuǎn)錄因子4(SOX4)泛素化和降解來(lái)降低ABCF1的表達(dá),導(dǎo)致SOX4介導(dǎo)的ABCF1轉(zhuǎn)錄上調(diào)出現(xiàn)缺陷≠炻担總之,該研究表明ABCF1與cccDNA相互作用形成相分離,雙重驅(qū)動(dòng)先天免疫信號(hào)傳導(dǎo)和HBV轉(zhuǎn)錄抑制。這些發(fā)現(xiàn)為理解宿主對(duì)cccDNA的防御提供了新的見(jiàn)解,并提供了一種新的有希望的HBV感染治療策略胃榕。
慢性乙型肝炎病毒(HBV)感染是肝硬化和肝細(xì)胞癌(HCC)的主要原因,每年全球有超過(guò)880,000人因此死亡盛险。共價(jià)閉合環(huán)狀DNA(cccDNA)是驅(qū)動(dòng)HBV復(fù)制的唯一轉(zhuǎn)錄模板,在停止治療后病毒持續(xù)存在和復(fù)發(fā)中起著至關(guān)重要的作用。因此,清除核內(nèi)cccDNA是治愈HBV的最終目標(biāo)勋又。然而,cccDNA以穩(wěn)定的微染色體形式存在,對(duì)現(xiàn)有的抗病毒藥物具有抵抗力,這使得實(shí)現(xiàn)治愈HBV的最終目標(biāo)更加困難苦掘。最近的臨床數(shù)據(jù)估計(jì),cccDNA的周轉(zhuǎn)時(shí)間相對(duì)較短,只有幾個(gè)月,通過(guò)耗盡cccDNA池并結(jié)合抑制HBV復(fù)制的策略,有可能實(shí)現(xiàn)治愈HBV。因此,探索有助于cccDNA感應(yīng)和HBV復(fù)制抑制的新型宿主因子至關(guān)重要楔壤。人們普遍認(rèn)為先天免疫激活可以有效抑制HBV復(fù)制并消除cccDNA鹤啡。然而,HBV被認(rèn)為是一種“隱形”嗜肝病毒,不會(huì)引發(fā)強(qiáng)烈的IFN-I/III反應(yīng),并通過(guò)多種途徑繞過(guò)先天免疫識(shí)別。細(xì)胞質(zhì)模式識(shí)別受體(PRR),例如視黃酸誘導(dǎo)基因I(RIG-I)和黑色素瘤分化相關(guān)蛋白5(MDA5),可感知HBVRNA并激活I(lǐng)FN-III反應(yīng)以抑制HBV復(fù)制蹲嚣。干擾素誘導(dǎo)蛋白16(IFI16)可感知HBV cccDNA并誘導(dǎo)IFN產(chǎn)生递瑰。此外,除了先天免疫識(shí)別之外,PRR還可作為直接的抗病毒因子發(fā)揮作用。RIG-I可抵消HBVP蛋白與pgRNA的相互作用以抑制病毒復(fù)制,而IFI16可促進(jìn)HBV cccDNA的表觀遺傳抑制隙畜。然而,據(jù)報(bào)道,RIG-I抖部、IFI16和其他PRR被HBV抑制。IFN-α是唯一一種可以誘導(dǎo)長(zhǎng)時(shí)間抑制cccDNA轉(zhuǎn)錄的獲批藥物议惰。然而,只有20-40%的慢性乙型肝炎(CHB)患者在接受48周的IFN-α治療后實(shí)現(xiàn)HBeAg血清轉(zhuǎn)化慎颗。因此,識(shí)別能夠識(shí)別cccDNA并以IFN-α以外的方式促進(jìn)HBV抑制的DNA傳感器將大有裨益。
ABCF1作為cccDNA結(jié)合蛋白激活先天免疫信號(hào)(圖源自Advanced Science?)液相分離(LLPS)已成為組織細(xì)胞生物過(guò)程的基本原理,并在先天免疫和病毒生命周期中發(fā)揮重要作用。DNA病毒(如皰疹病毒哗总、乳頭瘤病毒或腺病毒)的復(fù)制發(fā)生在核內(nèi)包涵體(IB)中,后者是由LLPS形成的無(wú)膜球形結(jié)構(gòu)。病毒DNA與cGAS結(jié)合會(huì)誘導(dǎo)形成液體狀凝聚物,從而促進(jìn)cGAS活性和cGAMP產(chǎn)生倍试。同樣,DNA傳感器IFI16與病毒DNA結(jié)合以啟動(dòng)絲狀LLPS并誘導(dǎo)產(chǎn)生抗病毒細(xì)胞因子讯屈。相反,cGAMP的過(guò)量產(chǎn)生會(huì)誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)上干擾素基因刺激物(STING)凝聚物的形成,從而防止先天免疫反應(yīng)過(guò)度激活。盡管人們逐漸認(rèn)識(shí)到病毒感染過(guò)程中相分離的重要性,但LLPS是否在HBV介導(dǎo)的先天免疫和cccDNA抑制中發(fā)揮作用仍不清楚县习。ATP結(jié)合盒亞家族F成員1(ABCF1)是ATP結(jié)合盒(ABC)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族的成員,之前被確定為一種潛在的DNA傳感器,可與dsDNA結(jié)合并調(diào)節(jié)先天免疫反應(yīng)和逆轉(zhuǎn)錄病毒感染涮母。與其他ABC蛋白不同,ABCF1缺乏跨膜結(jié)構(gòu)域,位于細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì)中,并調(diào)節(jié)許多細(xì)胞過(guò)程和疾病。ABCF1蛋白含有一個(gè)與真核起始因子2相互作用的N末端結(jié)構(gòu)域和結(jié)合并水解ATP的C末端核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域NBD1和NBD2躁愿。近期,ABCF1的N末端結(jié)構(gòu)域被預(yù)測(cè)為高度無(wú)序的低復(fù)雜度結(jié)構(gòu)域(LCD),這有助于它與SRY-box轉(zhuǎn)錄因子2(SOX2)相互作用并以液-液相分離(LLPS)的方式轉(zhuǎn)錄激活多能性基因叛本。然而,ABCF1是否參與HBV識(shí)別和抑制仍不清楚。在本研究中,基于全細(xì)胞的肝cccDNA結(jié)合蛋白的篩選,作者鑒定出ABCF1是一種新型的cccDNA結(jié)合因子和HBV復(fù)制的宿主限制因子彤钟。從機(jī)制上講,ABCF1通過(guò)KKx4基序感知cccDNA,通過(guò)其LCD結(jié)構(gòu)域中的多聚谷氨酰胺(PolyQ)與cccDNA形成相分離的縮合物,從而激活先天免疫信號(hào)并阻止RNA聚合酶II(PolII)募集到cccDNA来候。作者的研究結(jié)果為cccDNA調(diào)控提供了新的見(jiàn)解,可能有助于開(kāi)發(fā)新的HBV治療策略。
參考消息:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202409485
