EBV驱动的表观遗传改变与肿瘤的化学预防

EBV is an important oncovirus. Epigenetic alterations drived by EBV infection are reversible and highly significant in the pathogenesis of EBV-related cancers, which often occur at the early stage of carcinogenesis. Based on the research progress and our previous studies, we will focus on the key enzymes in the regulation of DNA methylation, DNMT1 and TET1. We will explore the mechanism of EBV(LMP1)/DNMT1/TET1 axis and discuss the possibility of Grifolin for cancer chemoprevention by restoring the balance of DNA methylation/ demethylation. This project will provide novel experimental evidences for chemoprevention of EBV-related cancers.

EB病毒是重要的致瘤病毒。EBV所致的甲基化改变主要发生于癌变早期且具有可逆性，其在导致EBV（+）肿瘤CIMP中具有重要作用。根据国内外的前沿进展以及我们的工作基础，本项目拟以鼻咽癌为模型，以EBV驱动的表观遗传改变为切入点，以甲基化表观遗传调控的两个关键酶DNMT1和TET1为重点，研究EBV（LMP1）/DNMT1/TET1异常作为肿瘤化学预防靶点的可能性，从“重构甲基化/去甲基化平衡”的新视角，确定天然小分子Grifolin靶向DNMT1调节5-mC/5-hmC从而逆转CIMP的效应，为基于EBV的肿瘤化学预防提供新的实验证据。

EB病毒属于IV型疱疹病毒，已被NIH列为减少全球肿瘤发病率的重要病原微生物。鼻咽癌是由EBV驱动的代表性肿瘤，潜伏膜蛋白1(LMP1)是EBV潜伏感染期间编码的关键致瘤蛋白，具有恶性转化功能。病毒通过调控宿主细胞多种代谢途径来维持自身存活。我们发现EBV(LMP1)可抑制延胡索酸水化酶(FH)的活性，增强异柠檬酸脱氢酶2(IDH2)表达，导致延胡索酸累积和D-2羟基戊二酸(D-2HG)生成，α-酮戊二酸(α-KG)含量减少。D-2HG和延胡索酸与α-KG结构类似可竞争性抑制α-KG依赖的双加氧酶(TET)活性，继而抑制DNA主动去甲基化产物5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)、5-甲酰胞嘧啶(5fC)、5-羧基胞嘧啶(5caC)的生成。本研究中，我们发现EBV(LMP1)促进鼻咽癌细胞向胞外分泌致癌代谢产物D-2HG；血清D-2HG水平升高是诊断鼻咽癌的潜在生物标志物；EBV(LMP1)驱动的代谢物含量改变对鼻咽癌细胞DNA主动去甲基化和基因组5hmC含量具有显著抑制作用；5hmC的含量降低与鼻咽癌患者不良预后显著相关。5hmC修饰是EBV再活化的限制因子。在细胞培养基中补充α-KG可明显提高5hmC的修饰水平，抑制含有CpG的ZRE及EBV裂解活化期基因的表达。本研究工作揭示了代谢及DNA羟甲基化修饰对EB病毒裂解活化的意义，从一个新的角度了解EBV致瘤的分子机制，为EBV相关肿瘤的诊断和干预提供了新的实验依据；发现了EBV驱动的表观遗传学改变新证据，提出了基于代谢的肿瘤化学预防新思路。