HeLa细胞中人乳头瘤病毒E6/E7基因转录的表观遗传学调控机制

Long term infection of high risk human papillomavirus(HPV)is a primary cause of cervical cancer. The carcinogenesis activity of HPV is highly correlated with the expression of HPV E6 and E7 proteins in host cells. Downregulation of HPV E6/E7 transcription by chemical treatment or RNA inteference results in the enhanced apoptosis and inhibited proliferation of cancer cells,therefore study on the transcriptional regulation of HPV E6/E7 genes in cervical cancer cells is taken as a significant research topic. Our and other researchers'work showed that HPV E6/E7 transcription is under the control of multiple cellular transcription factors including p300 and Tip60. Both p300 and Tip60 are able to function as histone acetyltransferase (HAT) to acetylate certain lysine residues of histones. In many cases, p300 and Tip60 work as transcriptional co-activators, however, they have an antagonistic effect on the transcription of HPV E6/E7 genes. Base on our preliminary data,we propose that p300 and Tip60 seletively acetylate different lysine residues of histone and thereby help to recruit different co-transcrition factors to activate or repress HPV E6/E7 genes.In this project, we plan to test the hypothesis with various methods of cellular and molecular biology.

高危型人乳头瘤病毒HPV持续感染是宫颈上皮细胞癌变的首要原因。高危型HPV致癌与其指导宿主细胞表达病毒蛋白E6和E7密切相关。通过化学药物或RNA干扰抑制HPV E6/E7的表达可在促进肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞生长，所以HPV E6/E7表达的调控是重要的研究课题。我们的前期工作及其他研究人员的实验结果表明HPV E6/E7基因的转录受多种细胞内转录因子的调节。p300和Tip60均有组蛋白乙酰化酶HAT活性，也是细胞内重要的共转录激活因子，对HPV E6/E7而言，p300和Tip60却分别发挥激活和抑制的作用。我们推测这可能与p300和Tip60选择性催化组蛋白不同的赖氨酸残基乙酰化并招募不同的共转录因子有关。本课题将利用细胞分子生物学和表观遗传学等方法对此进行深入研究，以进一步揭示HPV E6/E7基因转录调控机制，为宫颈癌针对性治疗奠定理论基础。

高危型人乳头瘤病毒HPV持续感染是宫颈上皮细胞癌变的首要原因。高危型HPV致癌与其指导宿主细胞表达病毒蛋白E6和E7密切相关，所以本项目从不同角度研究HPV E6/E7表达的调控。前期研究结果表明HPV E6/E7基因的转录受多种细胞内转录因子的调节。p300和Tip60均有组蛋白乙酰化酶HAT活性，也是细胞内重要的共转录激活因子，对HPV E6/E7而言，p300和Tip60却分别发挥激活和抑制的作用，其机制有待研究。本项目通过过表达或干扰p300及Tip60，利用表观遗传学方法检测了p300和Tip60对组蛋白不同的赖氨酸残基乙酰化的不同影响，结果发现对于某些氨基酸位点如H3K27，p300和Tip60的影响都是促进其乙酰化修饰。但是对于某些氨基酸位点如H3K9，p300促进其乙酰化而Tip60抑制其乙酰化。结合p300激活HPV18 E6/E7基因表达而Tip60抑制其表达，实验表明组蛋白H3K9乙酰化修饰对HPV18 E6/E7基因的转录至关重要。鉴于组蛋白乙酰化修饰对HPV病毒癌基因表达的关键作用，我们分别用HDAC抑制剂和p300抑制剂处理细胞，观察对细胞肿瘤生物学活性以及HPV18病毒基因转录的影响，结果发现两种化学小分子试剂虽然对细胞内总组蛋白乙酰化修饰的影响相反，但是二者对HPV18启动子上组蛋白H3K9乙酰化的影响均为抑制，同时二者均抑制病毒癌基因的表达，抑制癌细胞增殖。另外，本课题还观察了EP400对HPV18 E6/E7基因转录的影响，结果发现EP400与Tip60协同抑制HPV18 E6/E7表达。总之，本课题进一步揭示HPV E6/E7基因转录调控机制，在细胞水平初步观察了针对组蛋白修饰酶的小分子的抗宫颈癌作用，为宫颈癌针对性治疗奠定理论基础。