丙型肝炎病毒感染中异常表达的肝细胞糖复合物的相关研究

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背景:丙型肝炎病毒(Hepatitis C Virus,HCV)感染可导致慢性肝炎,肝硬化甚至肝癌。根据2017年世界卫生组织报告,全球估计有近7100万慢性HCV感染患者,每年约有39.9万人死于与丙型肝炎相关的肝脏疾病。我国HCV感染者和发病者总数均居世界首位,且近年来一直呈上升趋势。目前国内临床标准治疗方法为聚乙二醇干扰素α(Peg-IFNα)联合利巴韦林(ribavirin,RBV),但存在费用昂贵、副作用大等缺点。国外上市的DAAs(direct-actingantivirals)类药物,在HCV的治疗方面取得了重大进步。但是这些药物价格昂贵且因为HCV具有高度变异性,在治疗过程中可能会产生抗性突变毒株。蛋白质的糖基化修饰是一种极其重要的翻译后修饰,细胞中约80%蛋白都有糖基化修饰,主要由位于内质网和高尔基体中的糖基转移酶和糖苷酶有序调控完成。随着糖蛋白分析鉴定技术的发展,越来越多的研究表明糖蛋白异常糖基化修饰,尤其是N-糖基化修饰可作为生物标志物用于多种疾病(包括癌症)的诊断和预后评估。病毒感染后宿主细胞的N-糖表达谱的变化和糖识别模式的转变在一定程度上可以反映病毒感染的进展,有望作为病毒感染的诊断和治疗的新靶点。目的:近年来,寻找参与人类重要肝炎病毒感染与免疫致病的关键性宿主因子和翻译后修饰调控因子己成为研究热点。本研究拟从宿主方向着手对HCVcc感染人肝癌细胞Huh7.5.1过程中的异常糖基化及糖相关复合物进行探究。方法:本研究运用MALDI-TOF-MS(基质辅助激光解吸飞行时间质谱)技术比较分析了 Huh7.5.1肝癌细胞感染HCVcc(细胞来源的丙肝病毒)前后N-糖链的表达差异。同时,制备了 40种凝集素组成的芯片,用以对HCVcc感染时的糖苷变化进行分析。运用qRT-PCR检测了 12种岩藻糖转移酶在HCV感染Huh7.5.1细胞中的表达变化。另外,我们还运用mRNA表达谱芯片检测Huh7.5.1细胞感染HCV前后mRNA表达的差异。结果:运用MALDI-TOF-MS在正常Huh7.5.1细胞中鉴定到14种N-糖链,在HCVcc感染Huh7.5.1细胞中鉴定到21种N-糖链,两者均表达的有12种N-糖链。对N-糖链进行分类的相对含量分析发现在HCVcc感染的细胞中,岩藻糖型和唾液酸型以及复合型N-糖链结构明显上调。凝集素芯片发现在HCV感染的过程中,LCA、ACA、ECA这3种凝集素所识别的糖苷要明显高于未感染细胞(流式细胞术和共聚焦显微镜分析均已验证)。通过质谱鉴定HCV感染细胞中异常增高的凝集素LCA结合的靶蛋白,我们筛选出HSP90B1(内质网素,也叫热休克蛋白90B1)和ANXA2(膜联蛋白2)作为候选的差异表达的糖蛋白。Western blotting验证发现HCV感染并不能促进这两种蛋白的表达,但是能够上调它们的α1,6岩藻糖基化修饰。同时我们发现HCV感染Huh7.5.1细胞中糖基转移酶FUT8(α1,6岩藻糖转移酶)mRNA表达水平显著上调。进一步验证发现FUT8增强了HCV感染细胞中HSP90B1和ANXA2的岩藻糖基化修饰。且在HCV感染中,FUT8催化活性增强;上调的FUT8通过激活PI3K-AKT信号通路,促进HCV感染细胞的增殖;诱导了 HCV对抗病毒药物的耐药;降低了抗病毒药物对HCV的抑制作用,从而导致HCV复制的增加。对mRNA芯片结果进行qRT-PCR验证,将HCV感染后表达上调最高的基因之一 TNNT1作为研究靶基因。发现TNNT1上调细胞周期相关基因的表达,促进细胞增殖和HCV的复制,并筛选出在病毒感染时与TNNT1相互作用的蛋白MTA2结论:本研究筛选与鉴定了 HCV感染诱导的异常表达的相关糖复合物以及其他差异表达的分子,研究成果将为阐明HCV感染的分子机制提供理论基础,同时也为研发HCV感染新型诊断及防治标记物奠定基础,为寻找HCV药物靶点提供新的思路。
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