HPV16E7调控病毒持续感染的分子机制研究

Persistent infection of High risk HPV is a key factor that attributes to cervical cancer in woman. The vaccines currently on the market can block HPV infection efficiently but are unable to eliminate the infected HPV virus. The virus DNA (vDNA) of HPV is existed as episomes in most of viral life cycle, which could be passed to daughter cells of host by tethering to cellular chromosomes. Extensive evidence shows that E7 is not only an oncogene but also an indispensable factor for episome partitioning. However, the mechanism underlying remains elusive. Our preliminary data show that E7 can be recruited to mitotic spindles by binding to a spindle stability regulator, MAP4. It was reported that E2 is a key regulator of episomes maintenance and can bind to spindle as well. To reconcile these observations, we put forward a novel hypothesis: the spindle-bound E7 can kick off E2 from spindles; the freed E2 then forms complex with vDNA and transfer these episomes onto chromosomes. This hypothesis is very attractive because its validation can not only enhances our understanding on the HPV persistent infection process, but also provides a target for future drugs design.

高危型HPV持续感染是女性宫颈癌发生的根本原因，现有疫苗能有效预防但不能清除已感染病毒。HPV的vDNA在其生命周期绝大多数时间以附加体形式存在，附加体与寄主染色体结合确保了潜伏病毒能够在分裂的基质细胞内随姊妹染色体分离而进入子代细胞，从而引起持续感染。大量研究表明HPVE7蛋白不仅是主要的致癌基因而且与病毒的持续感染有关，但其机制并不清楚。在前期研究中我们发现E7定位于有丝分裂纺锤体，进一步分析显示MAP4就是E7在纺锤体上的结合蛋白并调控后者的定位。结合我们的发现以及E2也是附加体传递必需蛋白且结合到纺锤体这一现象，我们提出HPV16E7促进病毒持续感染的一个新模型：与纺锤体结合的HPVE7可解离纺锤体上的E2，增强E2与附加体的结合，进而促进E2介导的病毒附加体传递。该模型的证实将不仅增进我们对HPV持续感染机制的认识，同时也为抗HPV持续感染的药物研发提供新靶标。

宫颈癌是严重威胁女性生命健康的最常见恶性肿瘤，由人乳头瘤病毒（HPV）对女性生殖道的反复感染所诱发。研究显示超过70%的宫颈癌由高危型HPV16和HPV18型引发，期中HPV16占50%。现已明确高危型HPV致癌基因E6和E7分别为通过抑制p53破坏寄主基因组的稳定性和作用于pRb进而促进细胞周期从G1期到S期的进展。我们通过免疫共沉淀、免疫荧光、酶活测定等实验研究结果表明，HPV16的癌蛋白E7（而不是HPV18型的E7）通过直接结合微管相关蛋白4（MAP4）的C末端，抑制MAP4磷酸化介导的降解来增加MAP4的稳定性，进而增加微管聚合的稳定性并引起宿主细胞有丝分裂进程的长。同时，Mps1作为MAP4的激酶，E7-MAP4的结合可阻断Mps1的磷酸化，从而阻断依赖磷酸化的MAP4的降解。研究结果显示，HPV16E7通过干扰Mps1-MAP4信号级联来扰乱宿主细胞有丝分裂进展的分子机制，是导致HPV感染窗口延长，促进HPV16对宿主持续感染，最终引发宫颈疾病的重要原因。我们的研究找到了HPV16癌基因E7的作用于除p53和RB基因以外的第三个靶点MAP4，丰富了HPV16导致癌症的分子机理，为后续宫颈癌的预防和治疗提供新的靶点和依据