乙肝病毒癌基因干扰同源重组修复的表观遗传机制

In excess of 350 million people are chronically infected by Hepatitis virus B (HBV) and are at risk of hepatocellular carcinoma. HBx, the oncoprotein encoded by HBV, disrupts genomic stability but the underlying mechanism remains enigmatic. Here we show that HBx suppresses DNA end-resection, a pre-requisite for homologous recombination (HR), in hepatocytes following generation of DNA double strand breaks (DSBs). Through disrupting a novel Cullin 4A-DDB1-RING ubiquitin ligase, CRL4WDR70, HBx inhibits H2B monoubiquitination (uH2B), a defect that leads to excessive 53BP1 accumulation at DSB sites, reduced DNA end resection and thus biased choice for DSB repair pathways. Similar to observations with BRCA1-deficient cells, hepatocytes harbouring HBV exhibit elevated chromosomal aberrance and are genomically unstable. These findings reveal the mechanism of HBV-induced hepatocarcinogenesis and implicate 53BP1 as a therapeutically target for curbing the progression of HBV-associated diseases. Based on these results, we will proceed to investigate the direct target of CRL4WDR70 and how genome stability is disrupted through the CRL4WDR70-uH2B pathway.

原发性肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一，在恶性肿瘤死亡率中占第二位。已有研究表明，乙型肝炎病毒慢性感染是我国原发性肝癌的重要危险因素，然而，到目前为止，HBV导致原发性肝癌发生的分子机制依然不够明晰。我们前期结果证明HBV编码癌基因（HBx）能够直接阻断一种新型的CRL4WDR70泛素化酶复合体的组装，破坏同源重组修复和组蛋白泛素化过程，由此干扰基因组的稳定性。本研究将在此基础上进一步阐明HBx抑制H2B单泛素化后对染色质构象的影响，探讨53BP1-BRCA1在DNA断点招募的表观遗传机制，解析HBV长期感染导致的宿主细胞染色质构象异常和基因组失稳与原发性肝癌发生的内在分子联系。本项目的实施将从表观遗传调控的角度阐释肝癌发生发展的分子机制，并为研发阻断慢性乙肝和原发性肝癌的发病进程的药物提供新的分子靶点。

原发性肝癌是最常见的恶性肿瘤之一，死亡率很高。研究表明，在我国，乙肝病毒（HBV）的慢性感染是推动肝癌发生的关键因素，但其发病机制一直模糊不清。基于前期的研究，我们发现乙肝病毒编码的关键癌基因HBx可以破坏一种泛素连接酶CRL4-WDR70的组装，并干扰DNA末端回切和同源重组修复，导致基因组的不稳定。进一步的研究中，我们首先发现CRL4-WDR70与19S蛋白酶体调节亚基形成超复合体（CDW19S），并证明DNA回切关键阻碍因子ADRM1是CRL4-WDR70泛素酶的直接底物，CDW19S泛素化并降解ADRM1路障从而促进DNA末端回切，调控同源重组。其次，利用全基因组测序和生物信息学分析发现HBV相关肝癌具有特殊HRD指纹特征。因此，本研究从多层次证实HBV相关肝癌是一种新型的同源重组缺陷性肿瘤，其发病机制是HBx干扰CRL4-WDR70导致的同源重组缺陷和基因组失稳，从而提出利用同源重组缺陷性肿瘤靶向药物PARP抑制剂治疗HBV相关肝癌的新概念，目前已在小鼠模型中取得一定的进展。这些研究对推动HBV相关肝癌的临床治疗和药物研发奠定了关键的理论依据。