由乙型肝炎病毒(Hepatitis B Virus, HBV)感染引起的病毒性肝炎仍是严重危害人民健康的重要疾病,其主要危害性在于患者易成为慢性肝炎,并可进一步发展为肝癌(HCC)而死亡。干扰素是目前治疗乙型肝炎的有效药物,它能有效地降低乙肝病人血清中的病毒滴度,改善肝功能。然而,干扰素(IFN-a)治疗慢性乙型肝炎的长期应答率低,疗程长,费用昂贵,还有一定的副作用。干扰素的抗病毒作用实质是病毒和宿主两方面因素共同作用的结果,包括α-干扰素通过诱生受体介导的细胞信号转导引发的一系列特定的生化反应、最终诱导效应蛋白质分子合成的能力,以及病毒及其编码蛋白对干扰素的抵抗。探讨这种相互作用的分子机制,有利于揭示IFN 的抗病毒机制、开发新型抗病毒药物以及了解HBV、HCV复制如何影响细胞功能、拮抗IFN 的作用,对于提高干扰素疗效具有非常重要意义,并可丰富对细胞信号转导机制以及人类基因功能等的认识。国内外学者近年来对此作了一定的研究,但尚不清楚干扰素与乙肝病毒两者相互作用详细的分子机制。
为此,本研究首先应用含有14112个靶基因的人cDNA基因芯片检测了HepG2细胞和来源于HepG2细胞并整合有HBV基因组的HepG2.2.15细胞经IFN-α处理6h前后基因表达谱的差异。结果发现6小时已分别有34、83种细胞基因发生3倍以上的变化,24小时时则达到48和103种。上述发生变化的已知细胞基因中,以干扰素相关基因最多,其次为细胞信号传导、激酶、磷酸化及配体受体结合相关基因。此外,还有部分细胞基因为新发现的EST或功能不明的未知基因。芯片结果还发现与HepG2 细胞相比,许多与激酶和信号转导、转录调节、抗原递呈和处理相关的基因在两细胞间存在差异,提示HBV影响IFN诱导细胞基因的表达。如髓样细胞分化蛋白(MyD88 )的基因表达在HBV复制的HepG2.2.15细胞中受抑制,而且IFN-α 处理也不能使HepG2.2.15细胞中MyD88基因的表达恢复到HepG2细胞中同样的水平,提示HBV可能抑制MyD88基因的表达,也说明MyD88蛋白可能在IFN-α诱导的抗HBV效应中起着重要的作用。
MyD88蛋白是由Toll样受体介导的先天免疫应答反应中重要的胞浆接头蛋白,由它参与构成的信号级联最终引起NF-kB依赖性信号通路的活化。然而,乙肝病毒、MyD88 、NF-kB活化以及IFN诱导的抗病毒反应之间的相关性至今未见报道。对此进行深入研究则发现MyD88可抑制HBV表面抗原、e抗原及病毒复制中间体的合成,同时使细胞总和胞浆中所含的HBV RNA也出现显著的下降。通过核因子kappa B(NF-kB)激活报导系统发现MyD88蛋白与HBV能协同活化NF-kB 信号系统并进一步证实MyD88蛋白主要通过NF-κB信号系统的活化来抑制HBV基因的复制和表达。此外,深入研究发现MyD88蛋白抑制HBV基因复制和表达的环节在HBV转录后水平,主要通过抑制病毒mRNAs的出核及促进降解来实现。而对乙肝病毒抑制MyD88基因表达机制的研究则发现,乙肝病毒 polymerase的TP domain是其发挥抑制作用的主要区域。通过CHIP 等证实polymerase主要通过降低STAT1的DNA结合能力、影响IFN-α诱导的STAT1入核来干扰MyD88 promoter的活性而达到抑制基因表达的目的。
通过上述工作,本研究发现髓样细胞分化蛋白(MyD88)的基因表达可受乙肝病毒基因复制所抑制,这可能部分解释乙肝患者抗干扰素作用的机制;提出了一个新的IFN-α抑制HBV 复制的机制,即由IFN-α 诱导的MyD88蛋白介导、通过激活NF-kB信号系统而影响HBV的基因转录,丰富了对干扰素抗病毒作用机制的认识。通过本研究工作,也证实了MyD88蛋白作为抗乙型肝炎病毒制剂的新功能,提示可用于乙型肝炎病毒持续性感染等的治疗,为研制新型抗乙肝病毒药物提供了新的理论依据和实验基础。