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揭示人类疱疹病毒(EB病毒)相关胃癌进展的调控新机制

 医学abeycd 2023-10-30 发布于湖北

核心提示:该研究通过整合公开的数据集来确定EBV感染是否影响EBVaGC中L1的表达。研究人员发现,在EBV感染的胃癌细胞中,L1的整体表达水平被抑制,其中全长L1 ( FL-L1s )的影响最大。

  长插入元件1 ( LINE - 1,L1)在基因组调控和进化中起着重要的重塑作用。越来越多的证据表明,病毒感染影响L1的表达,可能调节宿主抗病毒反应和疾病,但其调控机制尚不清楚。爱泼斯坦-巴尔病毒(EB病毒) (EBV)是一种与B细胞和上皮恶性肿瘤相关的双链DNA病毒,与宿主基因组存在相互作用,导致EBV相关性胃癌( EBVaGC )发生转录重排。

  2023年3月21日,南京大学何素素及李尔广共同通讯在Nucleic Acids Research 上在线发表题为“LINE-1 repression in Epstein–Barr virus-associated gastric cancer through viral–host genome interaction”的研究论文,该研究通过分析基因表达综合数据库( Gene Expression Omnibus,GEO )的公开数据集,发现与EBV阴性胃癌( EBV-negative gastric cancer,EBVnGC )相比,EBVaGC具有L1转录抑制功能。在全长LINE-1(FL - L1)上观察到表观遗传学改变,尤其是H3K9me3的增加。

  H3K9me3沉积可能归因于TASOR表达增加,TASOR是人类沉默枢纽( HUSH )复合物中H3K9三甲基化的关键成分。4C -和HiC - seq数据表明病毒DNA在TASOR增强子附近相互作用,加强了TASOR增强子与其启动子之间的loop形成。这些结果表明EBV感染与H3K9me3沉积增加有关,导致L1抑制。总之,该研究揭示了EBVaGC中与病毒-宿主基因组相互作用相关的染色质拓扑结构重塑对L1表达的调控机制。


  LINE-1 ( Long INterspersed Element 1 )又称L1,是一组非长末端重复序列( LTR )的反转录转座子,广泛存在于多种真核生物的基因组中。人类基因组包含500, 000多个L1,占据基因组的17 % ,构成了塑造基因组结构和功能的最大重塑力。具有逆转录酶活性的人L1具有2个开放阅读框( ORF ),ORF1和ORF2,编码RNA结合蛋白和逆转录酶-内切酶,以及转录和转座所必需的5′-非翻译区( UTR )和3′- UTR。

  作为人类基因组中唯一的自主转座子,L1s的转座通过产生遗传变异和突变以及调节多种基因的表达来影响基因组。此外,L1编码蛋白( ORF1p和ORF2p)可以动员非自主的反转录转座子、其他非编码RNA和mRNA,导致加工假基因的产生。多种机制限制这种潜在诱变剂的转录活性以保护基因组完整性。具体而言,表观遗传调控,如DNA甲基化和组蛋白甲基化在防御L1激活中发挥重要作用。表观遗传修饰的改变会导致L1失调,引起基因组不稳定,在某些情况下会导致疾病。


  L1在EBV感染的胃癌细胞中表达被抑制(图源自Nucleic Acids Research )

  越来越多的证据表明,病毒感染影响L1的表达和逆转座活性。爱泼斯坦-巴尔病毒(EB病毒) ( EBV )是疱疹病毒科( Herpesviridae )成员,是人类最常见的病原体之一,超过90 %的成人检测出血清阳性。EBV是一种致癌病毒,与Burkitt淋巴瘤、鼻咽癌和胃癌有关。EBV相关性胃癌( EBVaGC )是最常见的EBV相关肿瘤之一,也是胃癌的主要类型。在EBV感染的细胞中,病毒DNA不整合到宿主染色体上。相反,EBV基因组在表观上存在。在有丝分裂过程中,病毒外泌体DNA与宿主染色体相连,分布在子细胞的细胞核中,以保证感染的持续性。这种缠绕改变了染色质的拓扑结构,从而改变了基因的表达模式。

  该研究通过整合公开的数据集来确定EBV感染是否影响EBVaGC中L1的表达。研究人员发现,在EBV感染的胃癌细胞中,L1的整体表达水平被抑制,其中全长L1 ( FL-L1s )的影响最大。总之,该研究揭示了病毒-宿主基因组相互作用调控L1表达的潜在机制。

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