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B肝藥物潛在靶點,科研人員發現,新型宿主限制因子SCAMP1_蛋白質_病毒_作用

乙型肝炎病毒 (HBV) 感染仍然是一個主要的全球健康問題,也是肝硬化和肝細胞癌 (HCC) 的主要原因。網格蛋白介導的內吞作用中的病毒-受體相互作用促使 HBV 侵入宿主細胞。在《國際分子科學雜誌(International Journal of Molecular Sciences)》上,中國武漢大學基礎醫學院研究人員報告了HBV感染內吞作用的多組學分析和鑒定出一種對HBV複製的新型宿主限制因子SCAMP1。

上圖來自國際分子科學雜誌,可見我國武漢大學基礎醫學院等研究人員發表的科學研究

B肝藥物潛在靶點,科研人員發現,新型宿主限制因子SCAMP1

所謂內吞作用,它是維持和調節從質膜受體開始的受體介導的信號通路,也是研究最多的保守過程之一。病毒利用內吞機制到達細胞內區室,並利用內吞細胞網絡滲透到細胞質或複製位點。HBV內化道細胞中,是由病毒-受體相互作用以內吞作用依賴性方式觸發的(主要是網格蛋白介導的內吞作用)。

在本研究中,研究人員進行了RNA測序、定量質譜和 Ubiscan 分析,並深入探索了參與內吞途徑的DEG、DEP 和 Kub 位點。在轉錄組中,研究人員發現了 273個量化基因;36個基因發生了兩次變化,佔定量基因的 13.1%。兩倍以上上調基因中,最為顯著的基因是 RAB31,倍數變化約為 15.66。

在蛋白質組中,18%的內吞相關宿主蛋白發生了兩倍以上變化,相對高於轉錄組中發現的 13.1%。根據亞細胞定位分析,這些蛋白質大部分位於細胞質中,這表明HBV感染主要改變了定位在細胞質中的那些內吞蛋白。病毒感染引起基因表達變化和一些宿主蛋白的亞細胞定位。

來自國際分子科學雜誌:圖 3. HBV 感染後宿主內吞作用相關的泛素體修飾

在泛素組中,研究人員在 77個內吞作用相關宿主蛋白中鑒定了 221個泛素化的氨基酸位點,這些蛋白具有修飾泛素化以響應HBV感染。本研究中,中國研究人員首次證明了內吞作用相關分泌載體在相關膜蛋白1(SCAMP1)的泛素化變化,並揭示了其在HBV轉錄和複製中的新作用。發現SCAMP1在K65 和 K89 位置高度泛素化超過兩倍。

本研究中,探討了SCAMP 家族成員在HBV感染後跨轉錄組、蛋白質組和泛素組的變化。結果令人驚訝,HBV顯著增強了SCAMP1 轉錄,但SCAMP1 蛋白的上調與我們的 SILAC 研究結果一致。還展示了SCAMP1 對 HBV 感染的先前未知的抗病毒功能。 SCAMP1 的過表達減少,而內源性 SCAMP1 的抑製增加了 HBV 轉錄物和病毒蛋白。

來自國際分子科學雜誌:圖 4. 轉錄組、蛋白質組和泛素組變化的比較和相關性

先前的研究表明,EGF 通過 EGFR 介導的內吞途徑以劑量依賴性方式調節HBV感染。發現 HBsAg 表達在 SCAMP1 過表達時被抑製了 10 倍以上。 HBV 包膜蛋白 S 對於病毒顆粒的形成、感染性和免疫反應至關重要。另一種內吞作用相關蛋白 VAMP8 過表達降低了分泌的HBsAg和細胞內HBV DNA的水準 。在 SCAMP1 敲低的拯救實驗中,SCAMP1 表達的互補有效地減少了病毒的產生,這意味著 SCAMP1 是 HBV 感染的重要負調節因子。

來自國際分子科學雜誌:圖 6. SCAMP1 的過表達抑製 HBV 複製

內吞作用相關蛋白 HGS 的異常水準抑製了 HBV 轉錄、複製和病毒粒子分泌。cccDNA 作為前基因組 RNA (3.5 kb) 和其他 mRNA 的轉錄模板,包括前核心 RNA (3.5 kb)、S RNA (2.4/2.1 kb) 和 X RNA (0.7 kb) 。 pgRNA 充當翻譯病毒聚合酶和核心蛋白的模板,以及逆轉錄成病毒 DNA的模板RNA。正如我們的結果,SCAMP1 抑製HBVcccDNA、pgRNA和病毒mRNA。

總之,本研究結果證明了SCAMP1對HBV複製和基因表達的新功能。以SCAMP1為例,這些發現,為識別潛在的藥物靶點或抗病毒藥物開辟了新機會。

來自國際分子科學雜誌:圖 7. 內源性 SCAMP1 的敲低導致 HBV 複製增加

小番健康結語:我們簡單梳理一下,我國研究人員的這項科研進展。研究人員在國際分子科學雜誌上報告了HBV感染後細胞內吞作用相關轉錄組、蛋白質組和泛素組的全面視圖。研究通過多組學分析,量化了轉錄組中的 273個基因和蛋白質組中的 190個內吞相關蛋白。

進一步鑒定了 77個內吞作用相關泛素化蛋白中的 221個 Lys位點。在和內吞作用相關的轉錄組、蛋白質組和泛素組之間觀察到了弱負相關。發現了33個常見的差異表達基因(DEG)、差異表達蛋白(DEP)和 Kub位點。值得注意的是,我國研究人員還首次報導了HBV誘導的分泌性載體膜蛋白(SCAMP1)泛素化變化,在所有三個組學數據集中都有差異表達。

來自國際分子科學雜誌:圖 8. SCAMP1通過轉錄調控減少HBVRNA

SCAMP1的過表達有效地抑製了HBVRNAs/pgRNA和分泌的病毒蛋白,而 SCAMP1的敲低顯著增加了病毒的產生。機制上,EnhI/XP、SP1 和 SP2 啟動子被 SCAMP1 抑製,這是 HBV X 和 S mRNA 抑製的原因。總體而言,研究揭示了 SCAMP1 在病毒複製和 HBV 發病機制中以前未知的作用,並為更好地了解響應 HBV 感染的內吞作用提供了累積和新的信息。

本研究由武漢大學基礎醫學院、武漢大學生命科學學院細胞穩態湖北省重點實驗室研究人員等研究人員共同完成,並發表在《國際分子科學雜誌(International Journal of Molecular Sciences)》上。返回搜狐,查看更多

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