研究揭示核仁素調控乙肝病毒微染色體分子機制

近日，病毒學國家重點實驗室/武漢大學泰康醫學院（基礎醫學院）/泰康生命醫學中心夏宇塵教授課題組在國際學術期刊The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)發表題為“Nucleolin Binds to and Regulates Transcription of Hepatitis B Virus Covalently Closed Circular DNA Minichromosome”的研究論文。該研究使用一系列技術手段分離乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）微染色體cccDNA，利用免疫沉淀-液質聯用質譜技術和siRNA篩選出其關鍵調控因子核仁素（Nucleolin, NCL）并進一步解析了其作用機制。

全球約有2.57億慢性乙肝感染者，其中大約三分之一在中國。乙肝病毒感染者發生肝硬化和肝癌的幾率高，我國每年約有30-40萬人死于乙肝病毒導致的肝硬化及肝癌。雖然目前有針對乙肝病毒的疫苗和藥物，但慢性乙型肝炎仍很難被完全治愈。因此，迫切需要尋找新的藥物靶點來清除乙肝病毒。乙肝病毒感染肝臟后，會形成病毒自己的微染色體cccDNA。cccDNA作為病毒復制的模板在被感染的細胞中長期穩定存在，現有藥物無法將其徹底清除。全面深入地解析cccDNA的調控機制不僅可以加深對乙肝病毒宿主互作機制的了解，而且有助于發現新的抗病毒靶點、為開發新的治療藥物提供理論基礎。

在本研究中，研究人員利用HBV核心蛋白（HBc）結合在cccDNA微染色體上的特性，通過HBc抗體富集HBV感染細胞的細胞核中的cccDNA。通過質譜分析和siRNA篩選發現NCL可能參與cccDNA調控。通過ChIP-qPCR及ChIP-seq等手段驗證，確定了NCL是HBV cccDNA的結合蛋白。進一步的功能和機制研究表明，NCL與HBV感染的肝細胞核中的HBc共定位，并正調 cccDNA轉錄。NCL敲低未改變cccDNA甲基化程度，但鄰位連接技術（PLA）和ChIP-seq顯示NCL影響cccDNA特定區域相關的組蛋白修飾，提示NCL調控cccDNA表觀遺傳修飾。通過一系列缺失及回補實驗，研究人員發現NCL與cccDNA的結合依賴于HBx而不是HBc，這與課題組發表的前述病毒蛋白在cccDNA轉錄中的作用（Zhong et al. JVI 2022）一致。目前已有針對NCL治療多種癌癥的臨床試驗正在開展，其是否能作為抗HBV靶點值得進一步探索。本研究有助于更好地了解HBV cccDNA微染色體的組成和調控，為設計治療方案以實現慢性HBV感染的功能性治愈提供了理論依據。

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