雄激素信号轴调控非编码PAN RNA促进KSHV裂解复制的分子机制和意义

KS predominate in males; however the underlying mechanism remains elusive. Our previous research demonstrated that membrane-localized androgen receptor (AR) facilitates KSHV primary infection with its role in oncogenesis needs to be furher investigated. We have preliminary data indicating that AR is highly nuclear expressed in KS tissues and AR binds to multiple KSHV lytic genes in ChIP-SEQ, with one of PAN RNA exhibiting the greatest upregulation by male steroid treatment. Here the hypothesis is ‘Male steroids transactivate PAN thus to promote viral lytic replication and finally benefit KS oncogenesis’. The following research will be: ①To verify the interaction between AR and PAN and the detailed binding site, by AR functional truncation vectors, ChIP PCR, EMSA and RNA pull down assays; ②To identify the possible androgen responsive element (ARE) in PAN and demonstrate the effect of male steroids on KSHV lytic replication, by PAN promoter mutants, reporter assays, virus quantification and de novo infection; ③To functionally illustrate if male steroids-mediated PAN facilitates KS pathogenesis, by KS specimens, in vivo and in vitro tumor formation experiments. The project is the first to mechanically study the gender disparity in herpesvirus-induced tumor, and the crosstalk between sex hormone and virus non-coding RNA is innovative. The project will provide guidelines for clinicians to use hormone-deprivation to treat AIDS-KS patients.

KSHV感染所致KS肿瘤好发于男性，但生物学机制不明确。我们既往工作阐明雄激素受体（AR）促进KSHV感染，但未研究其致瘤功能。预实验发现AR在KS组织中显著高表达，它在ChIP-SEQ中结合病毒裂解期基因且对KSHV PAN RNA激活最强，由此提出“雄激素信号轴调控PAN从而促进KSHV裂解复制，有利于KS形成”的假说。后续研究为：①通过AR功能截短体、ChIP PCR、EMSA和RNA pull down实验，验证AR与PAN互作的最小功能域。②通过PAN启动子突变体、基因表达、病毒定量和感染实验，鉴定PAN中的ARE，并探索雄激素信号轴对病毒裂解复制的作用； ③通过临床标本和体内外成瘤实验，从功能上阐明雄激素信号轴所介导的PAN RNA是否参与致瘤。本课题是在疱疹病毒领域首次研究肿瘤的性别差异，性激素体系调控原核生物非编码RNA也是全新方向，这将为开展激素剥夺等治疗手段提供依据。

近年来影响最大的传染病—新型冠状病毒肺炎，使人们重新认识到男性易感多种类型的病毒或危害严重是严重的临床问题。除去性别间的免疫学差异外，人们较少了解性激素信号轴直接参与其中的生物学机制。在肿瘤病毒学方面，目前仅报道乙型肝炎病毒（HBV）与性激素体系相关。作为另一个明确好发于男性的肿瘤病毒，KSHV在男性中的发病机制少有研究。本课题组前期阐明雄激素信号轴尤其是雄激素受体 (AR) 具有促进KSHV感染的功能，但不明确在致瘤中的作用。 . 我们的研究新发现: AR作为经典核受体分子可结合KSHV基因组，尤其转录激活病毒非编码基因PAN，促进病毒再激活所介导的肿瘤发展过程，这为解释KS在男性中好发提供了依据。此外，AR参与调控原核生物来源非编码RNA，补充了病原体-宿主互作领域的此类空白。人们既往多研究AR对DNA序列的调控作用，近年证明亦可结合细胞非编码RNA，本研究首次证实它对病毒非编码RNA的作用。考虑到病毒自身非编码RNA是疱疹病毒家族成员如KSHV、EBV、HCMV、HVS和HSV-1等的共有特点，明确这一调控机制具备示范意义。同时，本项目清晰阐明了PAN RNA所介导的致瘤功能。KSHV PAN是转录本丰度最高的病毒早期表达基因，占据所有病毒基因产物的80%以上，尤其值得注意的是它可结合到近半数的病毒基因上，但对其功能理解目前仅局限于调控病毒裂解复制。最后，本项目证实KSHV裂解复制周期同样促进KS发展，证明AR通过调控KSHV PAN并上调RTA和ORF57等重要裂解复制分子的表达，最终促进再激活诱导的细胞侵袭。. 作为本项目的延续性工作，本人获得国家自然科学基金委面上项目（82272323,2023.01-2026.12）资助以及福建省高层次人才认定。所指导硕博士获得国家奖学金、校优秀毕业生等荣誉奖励。基于本项目支持，共发表SCI或中文专业论著共7篇，其中中科院JCR 1区2篇、2区和3区各1篇、中华传染病杂志等中文论著3篇。SCI论著发表于Plos Pathogens、Cancer Letters和Frontiers in Microbiology等专业杂志上，在国内外病原学及其相关学术界具有一定的影响。