卡波氏肉瘤相关疱疹病毒潜伏期相关核抗原对宿主基因调控和潜伏感染建立维持的功能机制研究

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卡波氏肉瘤相关疱疹病毒(KSHV)是一种肿瘤DNA病毒,能导致包括卡波氏肉瘤、原发性浸出淋巴瘤和多中心性巨大淋巴结增生症等恶性肿瘤。KSHV属于γ-疱疹病毒,具有明显的潜伏感染,能在宿主中建立终生持续感染。在KSHV相关的肿瘤组织中,绝大多数感染细胞中病毒也处于潜伏期。因此,KSHV潜伏感染对病毒持续感染和肿瘤的发生都有重要意义,对其进一步研究有助于阐明潜伏感染的分子机制,为理解病毒的致病机理提供线索。  潜伏期相关核抗原(LANA)是潜伏期表达的病毒产物之一,在潜伏期持续高表达,是建立和维持潜伏感染的关键病毒蛋白,但具体的机制和作用尚不完全清楚。为了探索LANA蛋白作为转录因子的功能,在BC-3细胞中对LANA蛋白进行了染色质免疫共沉淀结合高通量测序,定位了LANA蛋白在宿主基因组中的结合位点。通过生物信息学分析发现,在与大分子代谢通路相关的基因启动子区域中LANA蛋白结合位点较多。其中,SENP6基因编码类泛素特异蛋白酶6,能对长链类泛素化修饰的底物去类泛素化。进一步分析发现LANA蛋白与SENP6基因启动子结合在不同细胞中保守,且初步表达检测发现LANA蛋白能抑制SENP6基因的表达。  通过传统的染色质免疫共沉淀技术,在JSC-1细胞中验证了LANA蛋白对SENP6基因启动子的结合。通过凝胶电泳阻滞实验表明,在体外LANA蛋白的DNA结合域能直接与该启动子结合。详细分析SENP6基因启动子的序列,发现存在3个LANA蛋白保守结合位点。LANA蛋白过表达实验表明,通过抑制SENP6基因启动子活性,LANA蛋白能显著下调SENP6的表达,而LANA结合位点的全部缺失突变能消除LANA蛋白对该启动子活性的抑制。进一步实验表明,在KSHV潜伏感染的SLK细胞中,SENP6的表达受到显著抑制。在KSHV病毒从头感染过程中,SENP6的表达能被野生型而不是LANA蛋白缺失突变病毒显著下调。这些结果表明,KSHV病毒通过LANA蛋白,抑制宿主基因SENP6的表达。  作为病毒潜伏期关键蛋白,LANA蛋白存在包括类泛素化在内的多种翻译后修饰,可能受到SENP6影响。SENP6过表达实验结果表明,在KSHV潜伏感染的SLK细胞中,SENP6能下调LANA的蛋白水平而不是RNA水平。蛋白免疫共沉淀实验发现SENP6和LANA存在蛋白相互作用,免疫荧光分析表明两者在细胞内共定位。体内类泛素化实验表明,SENP6能降低LANA蛋白的SUMO3修饰水平,而SENP6的酶活缺失突变体则不能。LANA蛋白类泛素化下降可能影响其蛋白的稳定性。因此,SENP6过表达造成LANA蛋白下调,导致KSHV从头感染过程中裂解期基因表达上调,并对潜伏期KSHV基因组的维持有所影响。这些结果表明LANA蛋白通过抑制SENP6的表达,促进自身类泛素化和稳定性,以利于KSHV潜伏感染的建立和维持。该研究揭示了LANA蛋白通过调节宿主基因转录促进自身功能的新机制,为了解KSHV潜伏感染提供了新线索。
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