复旦大学袁正宏课题组发表宿主限制乙肝病毒复制

PRMT5通过表观调控cccDNA转录及干扰pgRNA包装抑制乙肝病毒复制

                         

日前，复旦大学基础医学院教育部/卫计委医学分子病毒学重点实验室袁正宏课题组联合上海市公共卫生临床中心科研人员发表了关于乙肝病毒的最新研究成果。2月27日，相关研究以《PRMT5通过表观调控cccDNA转录及干扰pgRNA包装抑制乙肝病毒复制》（“PRMT5 Restricts Hepatitis B Virus Replication via Epigenetic Repression of cccDNA Transc ription and Interference with pgRNA Encapsidation”）为题，在线发表于肝病学领域国际学术期刊《肝脏病学》（Hepatology）。该研究首次揭示了宿主蛋白质精氨酸甲基转移酶5（PRMT5）在限制乙型肝炎病毒（HBV）转录及复制中的作用及机理，并发现病毒cccDNA微小染色体组蛋白4精氨酸3（H4R3）的对称双甲基化修饰与cccDNA的转录抑制密切相关。


乙肝病毒是一种可造成慢性乙肝的严重危害人类健康的病原体。近年来虽然随着乙肝疫苗接种的推行乙肝新发病例大幅降低，但据统计全球仍有约2.4亿乙肝病毒慢性感染者（其中我国逾0.9亿），每年死于乙肝病毒感染所致肝衰竭、肝硬化和原发性肝细胞癌的约有65万人。由于尚缺乏有效的治愈手段，大量慢性感染患者需长期乃至终身抗病毒治疗，给个人家庭和社会带来了沉重的经济负担。目前认为，慢性乙型肝炎难以治愈的根本原因之一在于乙肝病毒在感染肝细胞后会形成共价闭合环状DNA（cccDNA），而cccDNA在肝细胞核利用宿主蛋白所形成的微小染色体结构高度稳定，是病毒持续转录复制及停药后复发的源头。因此，深入阐明cccDNA转录及调控机制将有助于加深对乙肝病毒复制机制的认识及推进新型干预策略的研发。


袁正宏课题组通过筛选一系列已知的宿主甲基转移酶及去甲基化酶，鉴定到PRMT5蛋白具有显著抑制cccDNA微小染色体转录活性的功能。课题组进一步研究发现PRMT5可在病毒核心蛋白（HBc）的辅助下相对特异地结合至cccDNA微小染色体，并在BrgI相关hSWI/SNF染色质重塑子的参与下介导cccDNA上H4R3的对称双甲基化修饰（H4R3me2s），由此导致cccDNA上RNA聚合酶Pol II结合的减少进而转录受抑制。利用染色质免疫沉淀（ChIP）的方法，研究人员进一步在HBV感染细胞模型及慢性乙肝患者肝穿标本中确认了cccDNA上H4R3me2s的含量与cccDNA转录活性呈显著负相关。

令人意外的是，PRMT5除可在细胞核中发挥抑制cccDNA转录的作用外，细胞浆定位的PRMT5还可以甲基转移酶活性非依赖的方式与病毒聚合酶蛋白的逆转录酶及RNA酶H结构域结合，从而干扰病毒聚合酶参与的病毒前基因组RNA的包装及导致病毒核心颗粒DNA的产生减少，进而抑制病毒复制及可能影响cccDNA的回补。上述研究首次揭示了在乙肝病毒自然感染状态下cccDNA微小染色体转录受其组蛋白甲基化调控，其与宿主蛋白质精氨酸甲基转移酶PRMT5对组蛋白H4R3me2s表观修饰相关，同时发现PRMT5兼具抑制病毒DNA产生的效应。这加深了对cccDNA微小染色体表观调控及宿主限制病毒复制的认识，为cccDNA活性监测及新型抗病毒手段的开发提供了潜在靶点和理论基础。


该研究由国家“十二五”科技重大专项及中德跨区域重大合作项目资助。袁正宏研究员为论文的通讯作者，基础医学院2016届博士生张雯与陈捷亮青年副研究员为共同第一作者，德国慕尼黑工业大学病毒学研究所Ulrike Protzer教授及法国里昂癌症研究中心Massimo Levrero教授等为论文的共同作者。研究过程中得到了复旦大学附属公共卫生临床中心张占卿、华山医院张继明及中山医院周俭主任的大力支持。


论文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hep.29133/abstract