热休克蛋白抑制剂抑制疱疹病毒相关恶性肿瘤的分子机制

Epstein-Barr virus and Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus are closely related γ-herpesviruses, which establish latent infection in human B cells and epithelial cells and induce various malignancies and non-malignancy virus diseases. Hsp90 (Heat shock protein 90) inhibitors, such as17-DMAG, compete with ATP for binding to Hsp90, thereby blocking the chaperoning function of Hsp90 and resulting in degradation of Hsp90 client proteins. Our previous studies found that 17-DMAG significantly decreases expression of EBV-encoded EBNA1, thus inhibiting growth of EBV-related tumors in SCID mice (Sun et al., PNAS, 2010). However, it remains unknown how many and what EBV and KSHV proteins are targeted by 17-DMAG. Based on our previous findings, this project will use molecular and biological methods to identify the viral proteins targeted by 17-DMAG, study the underlying mechanisms, and further determine the putative inhibitory roles of 17-DMAG on EBV- and KSHV-related malignancies. These aims will facilitate us to determine if Hsp90 inhibitors can be a novel drug for treatments of various EBV- and KSHV-related diseases. Also, these aims can develop a networking map of 17-DMAG targets on proteins encoded by these two herpesviruses. This project has important theoretical significances and practical values for treatment of virus-induced malignancies and other infectious viral diseases.

EB病毒和卡波氏肉瘤相关疱疹病毒这两种分类上很近的疱疹病毒能在人细胞内建立潜伏感染，并引起多种癌症以及其他非恶性肿瘤类病毒病。Hsp90 抑制剂如17-DMAG可破坏Hsp90 的融合功能而导致其客户蛋白的降解。申请人的前期研究发现17-DMAG明显抑制病毒肿瘤蛋白EBNA1的表达水平从而阻碍病毒相关的小鼠上的恶性肿瘤的生长（2010，PNAS），但EBV和KSHV蛋白中是否还有17-DAMG的作用靶标还不清楚。本项目拟在前期工作基础上，利用分子生物学手段鉴定17-DAMG的作用靶标，并解析其分子机制和进一步研究对相关恶性肿瘤的可能的抑制作用。这些研究将有助于明确Hsp90抑制剂是否可以作为治疗这两种病毒相关的多种疾病的新型治疗药物，并揭示17-DMAG在这两种病毒的编码蛋白中的作用谱。对于开辟治疗病毒引起的恶性肿瘤以及其他传染性、高致病力病毒性疾病具有重要的理论意义和实际应用价值。

EBV和KSHV编码的蛋白激酶对病毒裂解期病毒蛋白的表达起重要作用。Hsp90抑制剂因为在细胞内可结合到Hsp90上的ATP-binding motif，从而破坏Hsp90的分子伴侣功能而导致其客户蛋白的错误折叠和降解。全世界有13个正在临床试验的Hsp90抑制剂类药物，但没有一个是治疗疱疹病毒引起的肿瘤或病毒病的。本项目在前期工作基础上，鉴定了17-DMAG 的作用靶标，并解析其分子机制和进一步研究对相关恶性肿瘤的可能的抑制作用。主要结果显示，1）Hsp90 能与EBV和KSHV等共8种疱疹病毒中每一种病毒编码的蛋白激酶（Protein kinase, PK）直接互作；2）EBV编码的蛋白激酶BGLF4可与Hsp90和Cdc37相互作用，Knockdown细胞内Cdc37并不能降低蛋白激酶的表达；3）17-DMAG能明显降低EBV阳性细胞内蛋白激酶BGLF4的表达，抑制已知的EBV蛋白激酶BGLF4的几种靶标蛋白的磷酸化作用；4）17-DMAG能有效抑制KSHV感染的细胞中PK （Orf36） 的表达；5）17-DMAG 抑制进入裂解期的EBV感染细胞中EBV基因组的复制，降低病毒粒子产量，不会造成明显的细胞活性杀伤；6）过表达EBV PK 表达不能恢复病毒粒子产量。7）阐明了在EBV编码的蛋白激酶BGLF4，KSHV编码的蛋白激酶Orf36与Hsp90互作过程中起重要作用的区域和位点。本课题表明Hsp90 抑制剂可能是疱疹病毒的治疗中有非常具有前瞻性的抗病毒作用的新型药物。对于开辟治疗病毒引起的恶性肿瘤以及其他传染性、高致病力病毒性疾病具有重要的理论意义和实际应用价值。该课题共发表论文7篇，其中SCI收录论文7篇（其中两篇已接收未见刊），培养研究生8名。