HBV cccDNA的转录调控：FoxO4的功能和机制研究

Covalently closed circular DNA (cccDNA) plays a key role in the life cycle of Hepatitis B virus (HBV). The difficulty in eliminating or silencing cccDNA poses as a main obstacle for the therapy of chronic HBV infection (CHB). Our primilary data showed that HBV infection led to the downregulation of FoxO4. Overexpression and knockdown experiments demonstrated that FoxO4 displayed an inhibitory effect on cccDNA-driven HBV transcription and replication. Of interest, it was found that FoxO4 could interact with the innate antiviral protein TRIM22. In present investigation, we will further confirm the inhibitory effect of IFI16 on cccDNA transcription and HBV replication both in HBV cell model and animal model. Mechanically, we will pay attention to the effect of FoxO4 on the epigenetic modification of cccDNA, and also the activation of anti-HBV innate immune response. Additionally,the mechanisms whereby HBV downregulates the protein level of FoxO4 may also be evaluated.This study may help to design new strategy against CHB.

共价闭合环状DNA(cccDNA)是乙型肝炎病毒（HBV）生活周期中的关键环节。抑制或清除cccDNA是治疗慢性乙型肝炎（CHB）的关键。 我们的预实验结果发现HBV感染可导致FoxO4分子表达的明显下调，而FoxO4的表达可明显抑制cccDNA介导的HBV转录与复制，另外我们还发现FoxO4可与固有免疫分子TRIM22相互作用。本研究拟在cccDNA细胞模型和动物模型上进一步确证FoxO4对HBV cccDNA的转录抑制作用；在机制方面重点关注FoxO4对HBV cccDNA表观遗传修饰的作用以及对抗HBV固有免疫应答活化的影响；另外还将探究HBV对FoxO4表达的负向调控机制；为CHB的治疗提供新的策略与靶标。

乙型肝炎病毒（HBV）感染仍然是全球主要的公共卫生问题。HBV共价闭合环状DNA（cccDNA）是HBV前基因组RNA（pgRNA）和其他HBV RNA的原始模板。由于其在受感染肝细胞核中的高度稳定性，cccDNA被认为是乙肝病毒持久性感染的决定因素，也是治疗慢性乙型肝炎的主要障碍。叉头盒O（FoxO）转录因子家族包含一个高度保守的叉头盒结构域，它可以直接与细胞核中的各种靶DNA序列结合。越来越多的证据表明，FoxO转录因子在调节多种病理生理过程（包括抗病毒反应）中发挥着重要作用。在哺乳动物中，FoxO家族主要包括四个成员：FoxO1、FoxO3、FoxO4和FoxO6。FoxO1、FoxO3和FoxO4在大多数组织中表达，而FoxO6主要分布在大脑中。在本研究中，我们发现HBV感染可诱导FoxO4蛋白显著下调，而对FoxO1和FoxO3的表达没有明显影响。进一步的研究发现，FoxO4在体外和体内模型中均显示对HBV的转录和复制的抑制作用。机制研究发现，FoxO4可以通过激活ERK信号通路来下调肝富集因子HNF4α的表达，从而抑制HBV核心启动子的活性。进一步的研究发现，FoxO4可有效抑制cccDNA介导的转录和HBV复制，但并不影响cccDNA本身的水平。FoxO4可导致cccDNA的表观遗传抑制，但并不依赖于其对HNF4α的下调。此外，我们的研究发现FoxO4可与抗病毒蛋白PML在核体内共定位并与PML相互作用，并且PML在FoxO4介导的cccDNA表观遗传修饰以及随后抑制cccDNA转录和HBV复制中起到重作用。以上研究表明，FoxO4可通过双机制来抑制HBV的转录与复制：一方面FoxO4可通过下调HNF4α的表达来抑制HBV核心启动子活性；另一方面通过与PML相互作用来导致HBV cccDNA的表观抑制。本研究提示，靶向FoxO4可能是治疗慢性HBV感染的新策略。