乙肝病毒重大进展！X蛋白的生死冤家——CBL137

        乙型肝炎病毒（HBV）是全球重大健康威胁。全球约3.25亿人长期感染HBV，每年近100万人因此死亡。慢性HBV感染会导致肝细胞持续损伤，显著增加肝病风险，并引发近半数肝细胞癌。HBV感染的起始阶段是病毒通过钠离子-牛磺胆酸共转运多肽（NTCP）受体进入肝细胞。随后，病毒衣壳在核孔复合体处解组装，释放出3.2kb的部分双链松弛环形DNA（rcDNA）基因组进入细胞核。rcDNA经宿主细胞修复为完全双链的共价闭合环形DNA（cccDNA），并迅速与组蛋白结合形成微型染色体，成为病毒转录的核心模板，驱动病毒持续复制。目前，HBV的标准治疗包括长期口服核苷类似物或短期注射干扰素-α，虽能抑制病毒复制，但无法清除肝细胞内的cccDNA。这种微型染色体的持续存在是慢性HBV感染难以根治的关键。因此，深入研究HBV感染机制，尤其是cccDNA的表观遗传调控机制，对开发更有效的治疗方案至关重要。

        2025年2月20日，美国纪念斯隆·凯特琳癌症中心Yael David、威尔·康奈尔医学院Robert E. Schwartz及洛克菲勒大学Viviana I. Risca团队联合在《Cell》期刊上发表了题为“A nucleosome switch primes hepatitis B virus infection”的研究论文，该研究通过建立一个重构的病毒微染色质平台来研究核小体在共价闭合环状DNA（cccDNA）中的占位如何驱动乙型肝炎病毒（HBV）的X转录，并且深入探究了染色质不稳定分子（如CBL137）对X转录和肝细胞中HBV感染的影响，从而为慢性HBV感染的治疗提供新的潜在治疗途径。

       该研究首次将人类组蛋白与cccDNA复合重组，成功构建了HBV微型染色体，搭建了一个全新的乙型肝炎研究平台。借助该平台，研究人员分析了HBV感染后的转录本，发现X基因转录本在病毒基因转录本中占比显著，提示X基因可能是HBV感染后最早表达的基因。进一步研究揭示，为合成X蛋白，HBV DNA需组装成DNA-组蛋白复合物——核小体。核小体类似于“串珠”结构，其中HBV DNA是“串”，宿主细胞的组蛋白是“珠子”。核小体在DNA上的分布和定位对指导细胞机制转录特定基因具有重要意义。通过一系列实验，研究人员发现cccDNA上的核小体占据状态可直接调控X基因的转录活性。具体而言，cccDNA上核小体的存在对于X基因的转录及功能性X蛋白的生成是必需的。这一发现揭示了核小体在HBV感染中作为“开关”的关键作用。为了寻找能够破坏核小体稳定性、进而抑制X基因转录和HBV感染的小分子化合物，研究团队筛选了5种已知可干扰染色质形成的小分子化合物。结果显示，其中仅CBL137能够有效破坏核小体的稳定性，从而抑制X基因转录。实验表明，CBL137可将X基因的全长转录水平降低78 %，阻断肝细胞中X蛋白的合成，并将HBV对原代人类肝细胞的感染率降低92 %，同时不影响细胞本身的活力。这一结果表明，CBL137具有作为潜在治疗药物的良好前景。

        总之，该研究利用创新性的体外HBV微型染色体模型，首次揭示了核小体在调控HBV X基因转录和表达中的“开关”作用，填补了cccDNA表观遗传调控领域的空白，并阐明了HBV感染早期的染色质调控机制。目前，现有治疗方法无法彻底清除肝脏内的HBV，导致病毒持续存在并维持慢性感染状态。而本研究发现的小分子化合物CBL137能够破坏核小体稳定性，从而有效抑制HBV感染，为慢性乙型肝炎的功能性治愈提供了新思路。此外，CBL137还可能对其他染色质DNA病毒（如疱疹病毒、HPV等）具有抑制作用，展现出广阔的应用前景。这一发现不仅为HBV感染机制研究提供了新的视角和方法，更为开发新型治疗药物奠定了坚实的理论基础和实验依据。

       原文链接： https://doi.org/10.1101/2023.03.03.531011