在之前的科普文章中,我们多次提及了乙肝病毒的cccDNA。cccDNA是由病毒基因组rcDNA进入细胞核后形成的,作为病毒蛋白及后代病毒产生的模板存在。由于其模仿细胞基因组形成了微小染色体,因此能在核内长期存在。
目前的乙肝抗病毒药物中的核苷类似物(即我们常用的口服抗病毒药)主要目的是抑制病毒的逆转录过程,但无法直接针对cccDNA。这就导致了乙肝病毒HBV很难被现今治疗方案根除,使得大部分慢乙肝患者需要持续服药。
目前我们对于cccDNA的形成和降解机制仍不清楚,但cccDNA在细胞中的水平很低,先天性免疫可以部分解释这个原因。实验表明cccDNA可能会被APOBECs等宿主病毒限制因子通过直接的脱氨基而破坏,或者通过产生过度变异的病毒基因组,从而导致形成的cccDNA无法产生可以存活的乙肝病毒HBV。
今天我们要给大家介绍的是关于cccDNA的维持机制的研究。以往的研究显示,DNA甲基化酶DNMT3A是一把“双刃剑”:它一方面参与了机体的抗病毒机制,其上调表达会甲基化cccDNA从而抑制其转录和复制;但另一方面,它也会甲基化宿主的DNA,从而导致损伤的积累,并有可能推动肝癌的发展。
在这项研究中,研究者将DNMT3A转染至乙肝病毒HBV表达的细胞系,并使用crispr/cas9敲除APOBEC3A和APOBEC3B基因的表达,用qPCR、southern印迹和表面抗原定量来检测HBV复制及靶基因表达的改变,同时利用荧光细胞分选分析细胞周期。结果显示,乙肝病毒HBV的复制诱导了DNA甲基化酶DNMT3A的表达,从而导致HBV转录本的减少,但却提高了cccDNA的增加。因为DNA甲基化酶DNMT3A加速了感染细胞的增殖,且不能通过阻断细胞静止来促进cccDNA池的补充,所以细胞周期与cccDNA水平的升高无关。与此同时,DNA甲基化酶还抑制了APOBEC3A和APOBEC3B这两个先天免疫因子的转录。经crispr/cas9敲除的APOBEC3A和APOBEC3B基因对HBV转录本的影响较小,但显著使cccDNA的水平升高,这与DNA甲基化酶DNMT3A得到的结果类似。研究者进一步的将DNA甲基化酶过表达结果显示,DNMT3A通过诱导DDR因子的异常表达来促进基因组的不稳定性,并推测可能通过抑制ATM和ATR细胞水平间接地限制HBV的转录。
这项研究通过细胞实验证明了先天免疫因素DNMT3A的表达是HBV cccDNA形成的限制因素。阐明HBV cccDNA内在形成和降解机制才能为cccDNA提供治疗靶标,从而达到临床治愈。相对于目前不那么清楚的cccDNA相关机制,我们希望在此项研究之后,医学界能出现更多进展,从而推动乙肝治愈研究的进一步发展。
【参考文献】 Replenishment of Hepatitis B Virus cccDNA Pool Is Restricted by Baseline Expression of HostRestriction Factors In Vitro
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