4月5日，國際學術(shù)期刊Journal of Hepatology在線發(fā)表了中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心（生物化學與細胞生物學研究所）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)的生物學過程，也為發(fā)展全新的靶向干預策略奠定了基礎。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、復旦大學基礎醫(yī)學院鄧強教授、復旦大學華山醫(yī)院張繼明教授、以及國家蛋白質(zhì)科學鳳凰中心、中國醫(yī)學科學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旦大學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卓越創(chuàng)新中心韓斌院士、黃學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。
