发现使卡波济肉瘤疱疹病毒休眠的细胞蛋白

加州大学戴维斯分校的一组研究人员发现,癌细胞细胞核中的一种蛋白质是使卡波西肉瘤相关疱疹病毒(KSHV)处于休眠状态、不被人体免疫系统发现的关键因子。该病毒与爱泼斯坦-巴尔病毒属于同一家族,与艾滋病相关的卡斯曼氏病和多种癌症有关,如卡波济肉瘤和原发性积液性淋巴瘤。
世界各地感染该病毒的人数各不相同。在美国,只有不到10%的人感染了KSHV,而在非洲一些地区,这一比例高达50%。并非所有KSHV患者都会发展成卡波济肉瘤。那些做的人,一般都有一种虚弱免疫系统因为感染艾滋病毒,器官移植,年龄大或其他因素。
采用抗逆转录病毒药物控制艾滋病毒显著降低了西方国家与艾滋病相关的卡波西肉瘤的患病率;然而,在撒哈拉以南非洲,该病的预后仍然很差。
是什么让卡波济肉瘤相关疱疹病毒处于休眠状态?
当病毒进入人类细胞,它会导致细胞核内的隐性感染。在这一阶段,病毒会附着在细胞的染色体上,而不会产生病毒后代。
一项发表在细胞的报道研究了KSHV的潜在裂解开关,在这个过程中,病毒退出休眠状态,在细胞中复制宿主细胞.这个复制阶段被称为裂解周期,以细胞的解体和病毒的释放而结束,并感染邻近的细胞。
该研究的资深作者Yoshihiro Izumiya说:“这种病毒喜欢尽可能长时间地保持沉默,以避免被身体的免疫系统发现。”Izumiya是加州大学戴维斯分校综合癌症中心皮肤学系的教授,也是病毒和病原体相关恶性肿瘤项目的主任。
研究人员希望揭示这种潜在溶解开关背后的机制,以及宿主细胞环境在这一过程中所扮演的角色。
“病毒在哪里附着在宿主细胞上,它如何保持休眠状态,以及什么触发了它的激活,这些都是非常令人兴奋和需要解决的重要谜题,”Izumiya说。
找到适合病毒休眠的生态系统
这项研究确定了病毒基因组可以在哪里找到宿主基因组.
Izumiya和他的团队使用捕获Hi-C和DNA FISH方法分析了三种自然感染KSHV的癌细胞系的染色体相互作用。他们在宿主染色体中找到了病毒的首选停靠点。三者的绑定模式相似癌细胞系,展示了一个可以吸引并帮助保持病毒沉默状态的核生态系统。
研究小组还发现CHD4(染色体解旋酶DNA结合蛋白4)与病毒的基因组元件结合。CHD4是宿主细胞染色体中的一种蛋白质,它抑制了该基因的工作病毒复制.研究表明CHD4是KSHV溶延迟开关的关键调节因子。
“那个位置病毒基因组附着在宿主染色体上的基因并不是随机的,”出宫实验室的博士后研究员、该论文的第一作者阿什什·库马尔说。“没有丰富的CHD4蛋白,病毒开始复制,启动细胞破坏模式。病毒要从许多其他宿主蛋白质中选择CHD4, CHD4必须在宿主细胞中发挥独特和重要的作用。”
进化形成了与宿主结合的战略性病毒蛋白
对病毒的研究,被称为病毒学,可以帮助识别细胞内稳态所必需的细胞蛋白质。经过数百万年的进化,这种病毒的基因组能够编码或组装少量高效的蛋白质。这些蛋白质战略性地与宿主细胞蛋白质连接,使病毒染色质保持休眠状态,并影响宿主细胞的肿瘤抑制功能。
“我们以病毒学为切入点,阐明CHD4在基因调节中的一般功能。在病毒-宿主协同进化过程中,KSHV聪明地学会了劫持宿主蛋白质,这有助于使负责病毒复制的基因处于休眠状态。”
研究人员发现了一种影响CHD4功能的病毒蛋白质。他们指出了病毒式传播的潜力蛋白质序列作为起点,以创建调节CHD4功能的抑制剂。由于CHD4在许多不同类型的癌症中对癌细胞生长至关重要,他们希望他们的工作可以通过利用这种病毒-宿主相互作用来指导癌症治疗的发展。
进一步探索