APOBEC3对人乳头瘤病毒16型（HPV-16）DNA的编辑及对HPV-16复制和转化作用的影响

The human cytidine deaminases APOBEC3 family can edit single-stranded DNA, , and have been demonstrated to inhibit replication and infection of retroviruses. The antiviral effects of APOBEC3 have been shown to play an important role in innate antiviral immunity. Recently, a report in 《Science》demonstrated that HPV genome DNA is edited specifically by APOBEC3. Our previous studies also indicated mucosal and cutaneous HPV may be edited by APOBEC3. Persistence of high-risk human papillomavirus (HPV) infection is the primary causal agent for the development of cervical intraepithelial neoplasia (CIN) and cervical cancer. HPV-16 is the most prevalent type in CIN and cervical cancer patients. In this study, 3D-PCR will be used to examine the effect of HPV16 genome by APOBEC3 both in vivo and in vitro. We will also examine the effect of APOBEC3 on HPV-16 replication through a transient HPV replication analysis.. In addition, we will assess the influence of APOBEC3 on HPV-16-induced immortalization of primary human keratinocyte (PHK) and on HPV-mediated tumorigenesis. This study will result in a better understanding for the function of APOBEC3 family; will provide strong evidence for the significance of a novel innate immune defense mechanism to HPV infection. This study may provide a new lead for cervical cancer therapy.

胞嘧啶脱氨酶APOBEC3家族成员可对一些逆转录病毒DNA进行特异性编辑，抑制病毒的复制及感染性，具有广泛的抗病毒作用。最近有文献报道APOBEC3对HPV DNA也具有编辑作用，我们以往的研究结果也提示此项发现，但至今尚无APOBEC3抗HPV作用的研究报道。高危型HPV持续感染是CIN及宫颈癌发生的病因，其中HPV16是患者感染的最常见型别。本课题利用3D-PCR技术研究APOBEC3成员在体内、外对HPV16全基因组DNA的编辑作用；进而通过HPV瞬时复制检测系统研究APOBEC3对HPV16复制的影响并利用无脱氨酶活性的突变质粒对其作用机制进行研究；深入探讨APOBEC3对HPV16诱导PHK细胞永生化的影响及对SiHa细胞致瘤性的影响。本研究将丰富人们对APOBEC3成员功能的认识；为发现并阐明体内新的抗HPV固有免疫机制提供实验依据；同时为探索宫颈癌治疗的新方法提供新的思路。

近年来研究发现载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样蛋白3（APOBEC3s）可对细胞内HPV基因组DNA进行编辑，有可能作为机体抗HPV感染，参与固有免疫应答的新成员。但最新研究也发现APOBEC3s成员在肿瘤组织中表达升高，提示该蛋白可能参与肿瘤的发生。APOBEC3亚家族包括7个成员APOBEC3A~H（A3A~H）。高危型HPV持续感染是宫颈癌发病的必要因素，因此宫颈癌细胞系是研究APOBEC3对HPV病毒DNA编辑及在宫颈癌发生中作用的良好模型。本项目研究了APOBEC3s成员A3A、A3B及A3H在宫颈癌发生中的作用及机制以及过表达A3A、A3H对宫颈癌细胞系SiHa细胞中整合的HPV16 DNA的编辑作用。本项目中我们通过免疫组织化学方法比较了A3A、A3B及A3G在正常宫颈、宫颈慢性炎症、CIN及宫颈癌组织中的表达情况，结果显示A3A、A3B在CIN及宫颈癌中较正常宫颈和慢性炎症宫颈组织中表达明显升高，而正常与慢性炎症宫颈组织；CIN与宫颈癌组织中A3A、A3B表达无显著性差异。A3G在正常宫颈、慢性炎症宫颈、CIN及宫颈癌组织中的表达无显著性差异。利用慢病毒包装技术成功构建了稳定表达A3A及A3H的SiHa细胞株，通过3D-PCR及测序技术发现SiHa细胞中高表达A3A及A3H对其整合的HPV16基因组DNA并无编辑作用。在A3A及A3H对SiHa细胞增殖、凋亡及迁移作用的影响研究中发现SiHa细胞中高表达A3A、A3H可促进细胞迁移并轻度促进细胞增殖，而对SiHa细胞抗凋亡能力没有影响。进一步研究发现过表达A3A和A3H可显著提高SiHa细胞中转化蛋白E6、E7的mRNA水平。该项目的研究结果提示A3A、A3H虽对SiHa细胞中整合的HPV16基因组DNA无编辑作用，但可通过促进细胞迁移和增殖在宫颈癌的发生中发挥重要作用，而这一作用有可能是通过提高宫颈癌细胞中转化蛋白E6、E7的水平实现的。该研究为揭示APOBEC3s在宫颈癌发生中的作用及进一步阐明宫颈癌的发病机制提供了理论基础。