RTA-Prox1相互作用在卡波氏肉瘤疱疹病毒致病过程中的功能机制研究

Kaposi’s sarcoma is a kind of sarcoma on the skin originated from endothelial cell with abundant angiogenesis. Kaposi's sarcoma associated herpesvirus (KSHV) mainly infects endothelial cell in the host, reprogramming the cell to a state between blood endothelial cell (BEC) and lymphatic endothelial cell (LEC), which is believed to be related to KSHV tumorgenesis. However, the mechanism and significance of this process remains unclear. KSHV encoded replication and transcription activator (RTA) is the key protein controlling virus reactivated from latency. RTA works as E3 ubiquitin ligase to degrade multiple cellular protein in viral lytic phase. Few studies reported the targets protein of RTA and the function of RTA in KSHV pathogenesis remains unknown. We found the interaction between RTA and Prox1 (Prospero homeobox 1) in screening. Prox1 is the critical protein in the differentiation of LEC and plays an important role in the process of KSHV reprogramming. In this project, we will explore whether KSHV encoded-RTA degrades Prox1 via protein interaction to reprogram and transform LEC, promoting KSHV tumorgenesis.

卡波氏肉瘤是由卡波氏肉瘤相关疱疹病毒（KSHV）引起的一种内皮起源性肿瘤。KSHV感染内皮细胞后可导致细胞重编程并使其处于血管内皮细胞（BEC）和淋巴管内皮细胞（LEC）的中间状态，这一重编程行为被认为和病毒致瘤过程密切相关，但其机制及功能意义尚不清楚。KSHV复制转录激活子（RTA）是病毒调控潜伏态进入裂解态的开关分子，可作为E3泛素连接酶在病毒裂解期降解多种底物分子发挥功能。在筛选RTA作用底物的过程中我们发现RTA可以和宿主蛋白Prox1（Prospero homeobox 1）相互作用。Prox1是控制LEC分化的关键蛋白，在KSHV重编程宿主细胞过程中发挥重要作用。在本项目中，我们将研究KSHV编码的RTA是否通过和宿主蛋白Prox1相互作用降解Prox1以实现对LEC的重编程，从而参与KSHV转化细胞过程，研究结果将为阐明KSHV的致病机制提供新的线索。

卡波氏肉瘤疱疹病毒（KSHV）感染内皮细胞后可以重编程宿主细胞使其处于血管内皮细胞（BEC）和淋巴管内皮细胞（LEC）的中间状态。KSHV对宿主细胞的重编程行为被认为和其致瘤过程紧密相关，但其具体机制及功能意义尚不清楚。KSHV在体外感染的LEC中保持着较高的裂解复制活性，表现出独特的基因表达特征。KSHV复制转录激活子（RTA）是病毒控制潜伏态进入裂解态的关键分子，KSHV如何在LEC中保持较高的RTA表达水平仍然未知。在筛选RTA作用的底物过程中，我们发现RTA可以和LEC的身份标志蛋白PROX1（Prospero homeobox 1）相互作用。在本项目中，我们主要研究了RTA与PROX1相互作用的结构基础以及其在病毒生活周期中的功能意义。通过正向和反向免疫共沉淀及免疫荧光实验，我们确定了RTA和PROX1在细胞内的相互结合及核内共定位。通过测定不同RTA截短体与PROX1的相互作用情况，我们发现PROX1直接与RTA的C端结构域结合并间接与RTA的N端结构域相互作用。报告基因实验结果表明PROX1可以通过增强RTA蛋白的稳定性促进RTA的再激活过程。比较PROX1存在与否条件下RTA蛋白的半衰期发现PROX1与RTA C端结构域的相互作用可以抑制RTA的自降解从而延长RTA的半衰期。更重要的是，在KSHV感染的细胞中过表达PROX1可以促进RTA激活的病毒裂解期基因的表达，而相应的在KSHV感染的LEC中敲降PROX1减弱了RTA及其他病毒裂解期基因的表达。总而言之，本项目的研究发现了KSHV编码的RTA通过与宿主PROX1蛋白的相互作用抑制其自降解，解释了KSHV在LEC中保持较高的裂解复制活性的机制，为进一步研究KSHV重编程致瘤过程提供了重要的前期基础。