组蛋白去乙酰化酶HDAC3调控乙肝病毒复制和cccDNA转录的机制研究

The formation of covalently closed circular DNA (cccDNA) by hepatitis B virus (HBV) genome play a critical role in the establishment of persistence of HBV infection. Previous studies on the epigenetic modulation of HBV cccDNA function indicated that HBV replication was regulated by the acetylation status of cccDNA-bound H3 and H4 histones. Histone acetylation is a dynamic process controlled by histone deacetylases (HDAC) enzyme activity. Our preliminary studies have identified that silencing of HDAC3 by siRNA resulted in significant increase of HBV replication and decrease of cccDNA level in nucleus. In contrast, over-expression of HDAC3 inhibited HBV replication and gene expression. We hypothesize that HDAC3 may either be involved in cccDNA minichromosome formation and influence the acetylation level of cccDNA-binding histones to exert its effect on HBV replication and cccDNA transcription directly or indirectly. In this study, we will try to clarify the mechanism by gene knockdown, chromatin immunoprecipitation technology, cell phenotype analysis assay, and so on. In addition, the effect of HDAC3 on HBV replication will be verified in animal model and liver cancer tissue samples. This study is helpful for epxlanation the chronicity of HBV infection and identifying newly theraputic target for HBV treatment.

乙肝病毒（HBV）共价闭合环状DNA（cccDNA）的形成是造成HBV持续性感染的重要原因之一。既往表观遗传学机制调控cccDNA功能的研究表明，与cccDNA微染色体结合的组蛋白的乙酰化修饰可以显著影响HBV的复制和基因表达。组蛋白的乙酰化修饰受到组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的动态调节。申请者前期筛选发现，沉默HDAC3显著上调病毒复制和降低核内cccDNA水平，反之过表达HDAC3抑制病毒复制和基因表达。我们推测HDAC3通过参与cccDNA微染色体的组成和影响组蛋白乙酰化水平来直接或者间接调控HBV复制和cccDNA转录。本研究拟通过基因敲除、染色体免疫共沉淀、细胞表型分析等方法初步阐明HDAC3调节HBV复制及其cccDNA转录的分子机制，同时利用动物实验和肝癌组织样本验证其调控HBV复制和表达效应，从而为揭示HBV感染慢性化原因、研发新的抗病毒药物治疗靶点提供新思路。

乙肝病毒（HBV）共价闭合环状DNA（cccDNA）的形成是造成HBV持续性感染的重要原因之一。既往表观遗传学机制调控cccDNA功能的研究表明，与cccDNA微染色体结合的组蛋白的乙酰化修饰可以显著影响HBV的复制和基因表达。组蛋白的乙酰化修饰受到组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的动态调节。本研究发现肝癌细胞系或HBV感染细胞系中沉默HDAC3显著上调HBV复制和基因表达，反之，过表达HDAC3可以剂量依赖性抑制HBV复制和基因表达。机制研究发现，HDAC3通过调控与HBV核心启动子结合的转录因子法尼醇受体a（FXRA）的表达影响HBV转录，且FXRA调控HBV转录与其结合位点相关。此外，我们发现沉默肝癌细胞内HDAC3通过影响细胞周期抑制细胞生长，促进肝癌细胞分化。肝癌组织样本检测发现，HDAC3与转录因子FXRA在多种肝癌细胞系和乙肝相关肝癌组织中的表达呈现负相关趋势。最后，HDAC3特异性抑制剂RGFP966体内注射抑制HBV的复制和基因表达。该研究证实HDAC3可以通过表观遗传学的机制影响cccDNA的稳定性和FXRA的表达调节HBV复制，还可以通过细胞周期影响肝癌细胞增殖分化，可能参与肝癌的发生。本研究有助于阐述HDAC3介导的表观遗传学调节功能影响HBV复制和cccDNA的胞内分子机制，找到清除肝内HBV cccDNA的新靶点以及开发出相应的治疗方案。