干扰素诱导蛋白MxA抑制乙型肝炎病毒复制的分子机制研究

Hepatitis B virus (HBV) infection is a global public health problem, with the high risk for progressing to chronic hepatitis, cirrhosis, and hepatocellular carcinoma. So far it is lack of effective therapeutic intervention against HBV. Human MxA, an interferon-inducible crucial antiviral protein, can significantly inhibit HBV replication. However, the molecular mechanism underlying the anti-HBV activity of MxA remains largely unknown. We have found that MxA inhibits HBV replication by interaction with core protein HBc as reported previously (Hepatology, 2012), implying a mechanism of interfering with core particle assembly. In this project, we plan to further investigate and confirm the mechanism, identify the mode and the critical amino acid sites of the interaction between MxA and HBc, and verify the essenciality of the critical amino acid sites of HBc for core particle assembly, widely using native gel electrophoresis, sucrose-gradient centrifugation, immunoprecipitation, in vitro protein interaction, molecular docking and other biochemistry or computational biology methods. Our project will suggest a previously unrecognized molecular mechanism of MxA anti-HBV, offering a potential target for future anti-HBV drug design and providing a promising strategy for HBV infection in clinical treatment.

乙型病毒性肝炎由乙肝病毒（HBV）感染引起，与肝硬化、肝癌的发生密切相关，目前仍缺乏有效的防治措施。干扰素诱导蛋白MxA可有效抑制HBV复制，但抑制机理尚不明确。我们前期研究发现，MxA蛋白可通过与病毒核衣壳蛋白HBc相互作用抑制HBV复制（Hepatology, 2012），提示MxA蛋白可能干扰病毒核衣壳的组装。本项目拟进一步确认和研究该机制，首先采用非变性蛋白印迹、蔗糖密度梯度离心等技术明确MxA蛋白抑制病毒核衣壳的组装；进而通过免疫共沉淀、体外蛋白互作和分子对接等生化和计算生物学手段，鉴定MxA与HBc相互作用的模式和位点；最终验证HBc上这些位点为核衣壳组装所必需。本研究旨在阐明MxA蛋白通过与核衣壳蛋白HBc相互作用干扰病毒核衣壳的组装抑制HBV复制的分子细胞学机制，为HBV感染的临床干预提供新线索，为将MxA蛋白开发成新一类抗HBV药物奠定基础，具有重要的临床意义。

乙型肝炎病毒持续感染引起的慢性乙型肝炎及继发的肝硬化和肝癌是威胁人类健康的重大疾病。干扰素具有长期免疫作用，是目前临床治疗的首选，但其应答率低一直是当前抗病毒治疗的局限所在。MxA蛋白是干扰素诱导产生的重要抗病毒蛋白，对HBV有很好的抑制作用，但抑制机理尚不明确。我们通过研究①MxA蛋白对HBV核衣壳组装的影响；②MxA蛋白与HBV核衣壳蛋白HBc的相互作用模式；③鉴定HBc蛋白与MxA蛋白相互作用的关键区段；④论证HBc蛋白上的互作关键位点对其组装核衣壳的必要性；⑤筛选MxA蛋白上能够直接有效抗HBV的片段。发现干扰素诱导蛋白MxA与HBV的核衣壳蛋白HBc是直接相互作用关系，筛选到了二者相互作用的关键位点和区域，阐明了MxA蛋白通过与HBc蛋白上的第28-32位氨基酸和第74-83位氨基酸相互作用，干扰了病毒核衣壳的组装，进而抑制HBV复制的分子机制；同时鉴定出MxA蛋白上直接抗HBV的一小段多肽，可替代全长MxA蛋白发挥抗乙肝病毒活性。本研究明确了人干扰素诱导蛋白MxA抗乙肝病毒的分子细胞学机制，为改善现今干扰素治疗乙肝无应答的现状提供了新的技术策略，为研发新型乙肝病毒核衣壳抑制剂提供了分子空间靶点和研发前体，具有重要的临床意义和应用前景。