近日,复旦大学遗传学重点实验室、基因治疗研究室主任朱焕章教授团队在国际期刊EMBO Reports上在线发表了题为“PEBP1 suppresses HIV transcription and induces latency by inactivating MAPK/NF-κB signaling”的研究论文。该论文报道了新鉴定出的HIV潜伏重要基因PEBP1(或称RKIP),揭示了PEBP1作为在NF-κB信号通路上游的负调控蛋白在HIV潜伏的建立和维持中起着关键作用;证实了绿茶提取物EGCG通过诱导PEBP1而抑制HIV的感染和复制,为HIV潜伏感染与复制的机制提供了新的认识,并为艾滋病功能性治愈提供了潜在的药物干预靶点。其中,包括绿茶提取物EGCG在内的PEBP1激动剂的抗HIV作用已申请国内发明专利。
在该工作中,杨新毅博士等首先利用CRISPR-Cas9大规模基因敲除技术,在HIV潜伏感染的细胞系中筛选到了与HIV潜伏相关的重要基因PEBP1(或称RKIP),并在多个HIV潜伏感染细胞系和原代CD4+T淋巴细胞潜伏模型上得到证实;PEBP1高表达可与MAPK和IKK信号通路的关键蛋白Raf1、IKK存在相互作用,而PEBP1基因敲除后,并不影响Raf1下游ERK1/2、MEK1/2和RSK以及IKK信号通路中IKKβ、IKBɑ的总蛋白水平,但将显著增加上述蛋白的磷酸化水平,引起MAPK和IKK信号通路的激活,促使NF-κB亚基p65蛋白进入细胞核并与HIV-1 LTR结合,从而激活潜伏HIV-1。
同时,杨新毅博士等发现绿茶提取物EGCG可以在原代CD4+T淋巴细胞中诱导PEBP1高表达,并能抑制HIV-1复制,并在EGCG处理的经抗逆转录病毒治疗的HIV患者CD4+T淋巴细胞中诱导PEBP1的表达,阻滞NF-κB亚基p65蛋白进入细胞核,进而抑制潜伏病毒激活。此外,杨新毅博士等发现IFN-β也可以诱导PEBP1的表达。
上述结果提示,当HIV感染细胞后,人体固有的先天免疫会通过分泌IFN-β来提高PEBP1的表达水平,从而抑制HIV的感染复制,并诱导HIV-1潜伏;绿茶提取物EGCG可抑制HIV-1反弹,有可能成为艾滋病功能性治愈策略——病毒深度潜伏(Deep latency)干预的候选药物。
近几年来,朱焕章教授研究团队以HIV潜伏分子机制及其干预策略为主要研究方向,先后筛选出近20种抗HIV潜伏的小分子药物。例如:率先报道砷剂有效干预HIV潜伏(Antiviral Res,2013);首次发现中药甘遂及其分离活性单体EK16A具有干预HIV潜伏和抑制HIV感染的双重功效(Sci Rep.2017;Antiviral Res.2019)。目前,中药甘遂功能性治愈艾滋病已进入临床试验(NCT04503928)。
本论文第一作者系复旦大学生命科学学院博士杨辛毅(现为生命科学学院博士后),朱焕章教授为通讯作者。相关研究得到了国家传染病重大专项课题、国家自然基金NSFC-NIH合作课题和国家自然基金面上课题资助。