UHRF2的磷酸化修饰对HBV基因组转录与复制的调控机制研究

HBV is one of the induction factors of liver. Elimination of HBV DNA can block the occurrence of HBV-induced liver cancer, but there is no way to completely effective removal of HBV DNA. We found that UHRF2 was extensively involved in HBV transcription and replication. On the one hand, UHRF2 is involved in HBc protein ubiquitination, on the other hand, UHRF2 binds to cccDNA and reduces H3 acetylation levels associated with cccDNA. Based on the previous research results and the biological characteristics of UHRF2, we speculate that phosphorylation and dephosphorylation of UHRF2 is a key factor in the regulation of HBV transcription and replication. This project was to investigate the regulatory effect and molecular mechanism of UHRF2 phosphorylation on HBV transcription and replication from the regulation of HBV promoter activity, HBc, HBx and cccDNA transcription activity. The project can deeply analyze the effect of different phosphorylation of host protein on HBV transcription and replication, and provide new targets and therapeutic strategies for HBV.

HBV感染是诱发肝癌的重要因素之一，有效清除HBV基因组DNA可阻断因HBV感染导致的肝癌发生，但目前尚没有能够完全有效清除HBV基因组DNA的治疗方法。我们在前期研究工作中发现，UHRF2广泛参与了HBV转录与复制过程。一方面，UHRF2参与了HBc蛋白泛素化，另一方面，UHRF2能够特异性与 cccDNA结合，并降低与cccDNA结合的H3乙酰化水平。基于前期的研究成果和UHRF2自身的生物学特性分析，我们推测UHRF2的磷酸化与去磷酸化修饰是调控HBV转录与复制的关键因素之一。本项目从UHRF2对HBV启动子活性，HBc和HBx以及cccDNA转录活性的调控入手，探索UHRF2磷酸化修饰对HBV转录与复制的调控作用，并阐明其分子机制。本项目的开展可深入解析宿主蛋白的磷酸化修饰差异对HBV转录与复制的影响，为乙肝治疗提供新的靶点和治疗策略。

肝细胞癌(HCC)是一种早期症状不明显，恶性程度高且进展快，预后差的恶性肿瘤。导致HCC发生的原因之一是由嗜肝病毒引起的急性或慢性感染，其中乙型肝炎病毒（Hepatitis B virus, HBV）感染是HCC诱导因素中不容忽视的核心因素之一，近年来研究表明HBV的编码蛋白之一——HBx，参与了多种HBV相关HCC的发展进程。申请者早期研究发现，UHRF2是一种E3泛素连接酶，与HBV相关HCC发展过程中肿瘤增殖、迁移等疾病过程密切相关。本研究通过蛋白质谱分析、co-IP等蛋白质分析方法，多种细胞功能实验与裸鼠皮下成瘤实验，探讨了UHRF2磷酸化修饰对HBV相关HCC的具体调控机制。在本研究中，我们发现：（1）在HBV病毒感染的影响下UHRF2可作为一个“分子开关”，通过其E3泛素连接酶活性影响其自泛素化过程与组蛋白乙酰化等多方面影响HCC发生发展。而UHRF2的“分子开关”的驱动因素正是其磷酸化与去磷酸化作用。（2）UHRF2直接与CDK2结合，且其643位丝氨酸残基被CDK2磷酸化。HBx通过影响ETS1上调CDK2，促进UHRF2的磷酸化，并阻断UHRF2的泛素化以提高其稳定性。（3）UHRF2在HBx蛋白调控下诱导了HBV相关HCC的发展，影响了肿瘤细胞的增殖与迁移，并一定程度与HBV相关HCC病人的预后相关。综上所述，该研究中发现的UHRF2的重要“分子开关”作用是一种影响HBV相关HCC发展过程的全新机制，可为HBV相关性HCC的治疗提供一个新的思路。本研究的部分相关成果发表于《Protein & Cell》（IF=14.87）和《Hepatology International》（IF=6.047）等杂志。