4月5日，國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Hepatology在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所）胡榮貴研究組的最新合作成果“Translatomic profiling reveals novel self-restricting virus-host interactions during HBV infection”。該研究發(fā)現(xiàn)乙型肝炎病毒（Hepatitis B virus, HBV）的P基因和X基因分別各自編碼了一個同源異構(gòu)體HpZ/P’和HBxZ，它們可以抑制HBV復(fù)制。此外該研究還發(fā)現(xiàn)了一個定位在HBV增強子I區(qū)域的翻譯調(diào)控元件。
乙型肝炎病毒感染是一個重要的全球性健康問題，是導(dǎo)致肝炎的主要原因之一。目前世界上乙型肝炎病毒的慢性感染病例數(shù)為3.5到4億，75%的被感染者是亞洲人。中國HBV感染相關(guān)的肝病和肝癌極為常見，每年造成40萬左右肝癌病人的死亡。與新冠病毒(COVID-19)不同，兒童時期垂直感染的病例是HBV感染人類的主要途徑，感染了乙型肝炎病毒的患者中有約25%會在成年后發(fā)展成肝纖維化或肝癌。一般來說大多數(shù)成年時期（約65%以上）感染HBV后基本上沒有明顯癥狀，最后機體會清除掉體內(nèi)的HBV，提示在成年人中的HBV感染是自限性的，而其機制未知。
本研究使用轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)（RNA-sequencing）結(jié)合核糖體圖譜技術(shù)（ribosome profiling），結(jié)合定量蛋白組學(xué)系統(tǒng)性地分析HBV和宿主的相互作用。通過研究一個最近開發(fā)出來的1.0倍HBV重組cccDNA系統(tǒng)，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個定位在HBV基因組增強子I區(qū)域的翻譯調(diào)控元件EnhI-SL（stem loop within enhancer I），細胞研究表明突變破壞其莖環(huán)結(jié)構(gòu)可以增強報告基因或HBV聚合酶表達，但是對其轉(zhuǎn)錄沒有明顯影響。此外，核糖體圖譜分析結(jié)合定量質(zhì)譜以及突變研究發(fā)現(xiàn)并證實，HBV的P基因和X基因會分別編碼一個截短體，命名為HpZ/P’和HBxZ，其中HpZ/P’的產(chǎn)生依賴于HBV前基因組RNA的兩個特定位點的剪接，并且這種剪接方式是HBV前基因組RNA所有剪接方式里豐度最高且最保守的。HBxZ的翻譯依賴于核糖體識別HBx轉(zhuǎn)錄本內(nèi)部保守的起始密碼子。分別過表達這兩個基因可以顯著抑制HBV的三個主要抗原，HBc，HBs以及HBe的表達，而過表達HCV的聚合酶或一個不相關(guān)的宿主基因MAP2K2則沒有抑制作用。同時，southern blot分析和動物實驗顯示HpZ/P’可以抑制HBV基因組的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。使用二代測序和三代測序?qū)μ幱诿庖吣褪芷诨蛎庖呒せ钇诘穆砸腋位颊叩难暹M行HBV準(zhǔn)種分析發(fā)現(xiàn)，特異性刪除HpZ/P’但不影響HBV前基因組RNA剪接的突變體A2446G，以及破壞EnhI-SL元件的突變體G1164A在免疫耐受期的病人的準(zhǔn)種里占有的比例明顯高于免疫激活期，提示這兩個突變可能經(jīng)歷了宿主免疫系統(tǒng)的負向篩選。
機制上，研究人員發(fā)現(xiàn)宿主蛋白SUPV3L1可以促進HBV基因表達，提示它可能是HBV挾持的一個宿主因子，HpZ/P’可以與宿主的SUPV3L1蛋白相互作用并抑制SUPV3L1對HBV基因表達的促進作用。此外，研究發(fā)現(xiàn)HpZ/P’可以與HBx相互作用并影響HBV 重組cccDNA的表觀遺傳修飾。最后，本研究發(fā)現(xiàn)SRSF2，一種宿主RNA剪接體的組成成分，在HBV復(fù)制期間被下調(diào)；過表達SRSF2可以促進病毒前基因組RNA剪接依賴的HpZ/P’產(chǎn)生。
總之，本研究從多組學(xué)整合分析出發(fā)，揭示了乙肝病毒與宿主的相互作用中的多種自限性機制，針對這些機制的發(fā)現(xiàn)一方面有助于理解HBV感染相關(guān)的生物學(xué)過程，也為發(fā)展全新的靶向干預(yù)策略奠定了基礎(chǔ)。其中，SRSF2-HpZ/P’軸似乎構(gòu)成乙肝病毒生活周期中的另一種負反饋調(diào)節(jié)環(huán)路。因此，靶向宿主剪接體可能代表著干預(yù)乙肝病毒-宿主相互作用的新策略。
中科院分子細胞卓越中心胡榮貴研究員、復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院鄧強教授、復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院張繼明教授、以及國家蛋白質(zhì)科學(xué)鳳凰中心、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院徐平教授為共同通訊作者，分子細胞卓越中心博士后袁施琳，博士生廖光紅和副研究員張夢歡以及復(fù)旦大學(xué)博士后朱園飛為共同第一作者。慕尼黑亥姆霍茲研究中心Axel Walch教授和孫娜為合作者。特別感謝中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心韓斌院士、黃學(xué)輝研究員和馮旗研究員、國家蛋白質(zhì)中心（上海）彭超老師和中科院藥物所周虎研究員對本研究提供的大力幫助。該工作也得到分子生物學(xué)技術(shù)平臺和細胞分析技術(shù)平臺的大力支持，并得到來自中科院、基金委、科技部以及上海市科委等部門的經(jīng)費支持。
