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TGF-β诱导的JunB-HBZ核转位是HTLV-1介导白血病发生的关键驱动机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月25日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4
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本研究揭示了人类T细胞白血病病毒1型(HTLV-1)编码的HBZ蛋白通过TGF-β信号通路发生核转位的分子机制,发现JunB-pSmad3复合物介导的HBZ核定位是成人T细胞白血病-淋巴瘤(ATL)特异性致癌特征。这一发现不仅阐明了病毒致癌基因在恶性转化中的时空动态调控,更为靶向TGF-β/JunB/HBZ轴治疗ATL提供了新策略。
Significance
病毒致癌机制研究领域取得重要突破,人类T细胞白血病病毒1型(HTLV-1)引起的成人T细胞白血病-淋巴瘤(ATL)中,病毒基因HBZ的核质穿梭行为被证明是恶性转化的关键开关。研究首次揭示TGF-β刺激能特异性诱导ATL细胞(而非无症状携带者细胞)中HBZ蛋白的核转位,这一过程依赖于细胞转录因子JunB与pSmad3形成的复合物。更引人注目的是,JunB被证实是维持ATL细胞增殖的核心调控因子,其缺失会导致白血病细胞凋亡,但对正常感染细胞无影响。这些发现为区分恶性与非恶性HTLV-1感染细胞提供了分子标志,也为病毒致癌理论提供了新见解。
Abstract
作为HTLV-1病毒唯一在所有ATL病例中持续表达的基因,HBZ的致癌机制一直存在未解之谜。尽管已知HBZ蛋白在细胞核与胞质中均有分布,但其动态定位的调控机制与肿瘤发生的关系尚未阐明。通过创新性应用邻近连接实验(PLA),研究者发现新鲜ATL细胞中HBZ核定位比例显著高于携带者。更关键的是,TGF-β激活能诱导ATL患者(而非携带者)细胞中HBZ从胞质向核内转运。机制研究表明,细胞转录因子JunB和pSmad3与HBZ相互作用,在TGF-β刺激下共同促进其核转位。基因敲除实验证实,JUNB缺失会抑制ATL细胞(而非非白血病感染细胞)的体外/体内增殖并诱导凋亡。这些发现确立了TGF-β诱导的HBZ-JunB复合物核转位在ATL致癌中的核心地位。
Results
HBZ核定位的疾病特异性
通过PLA技术定量分析发现,ATL细胞系(MT-1、ATL43T+等)中HBZ核定位比例(约60%)显著高于HTLV-1感染的非白血病细胞系(MT-4、ATL6等)。在10例ATL患者原代细胞中,HBZ呈现核质共定位且核内占优,而6例携带者样本则显示胞质优势分布。这种差异提示HBZ核定位与疾病进展密切相关。
TGF-β诱导的核转位现象
在ATL细胞系TL-Om1中,TGF-β处理使HBZ核定位比例从40%提升至65%,免疫印迹证实核内HBZ蛋白量增加。这种效应在ED、ATL43T+等ATL细胞系和多数患者原代细胞中重现,但在非白血病细胞系ATL6/ATL7和携带者细胞中完全缺失。值得注意的是,当一名携带者进展为冒烟型ATL时,其细胞获得TGF-β诱导的HBZ核转位能力,暗示该现象是恶性转化的早期事件。
JunB-pSmad3的调控网络
RNA-seq显示TGF-β刺激2小时即可使ATL细胞中JUNB表达显著上调(非白血病细胞无响应),ChIP-seq证实pSmad3直接结合JUNB启动子。PLA实验捕捉到HBZ-JunB复合物在TGF-β刺激后向核内富集的过程,而shRNA敲除JUNB或SMAD3均阻断HBZ核转位。特别有趣的是,虽然HBZ也能结合JunD,但该复合物不参与转位调控,凸显JunB的特异性作用。
JunB的致癌功能
在ATL细胞系ED和MT-1中,JUNB敲除导致增殖抑制和凋亡增加(通过上调促凋亡基因BCL2L11),但对非白血病细胞无影响。整合RNA-seq与ChIP-seq数据鉴定出63个JunB直接调控的ATL特异性靶基因,包括Treg相关基因IL2RA。动物实验显示,JUNB敲除完全抑制MT-1细胞在小鼠体内的成瘤能力,使ED细胞肿瘤体积减少70%,证实其在体内致癌中的必要性。
Discussion
该研究破解了HTLV-1致癌的关键时空调控密码:TGF-β通过pSmad3诱导JUNB表达,后者与HBZ形成核转位复合物,进入核内后共同激活促增殖程序(如抑制BCL2L11、上调IL2RA)。这种正反馈环路使ATL细胞获得增殖优势,同时通过模拟Treg表型实现免疫逃逸。与HPV-E6/EBV-LMP1等病毒癌蛋白相比,HBZ的核质穿梭调控展现出独特的致癌模式。该发现不仅为ATL治疗提供新靶点(如靶向JunB-HBZ相互作用界面),更为理解病毒蛋白亚细胞定位的动态调控树立了新范式。
Materials and Methods
研究采用前沿技术组合:通过PLA实现单细胞水平HBZ定位定量;利用CyTOF质谱流式检测ATL细胞TGF-β1蛋白表达;结合RNA-seq和ChIP-seq解析JunB调控网络;建立NSG小鼠模型验证JUNB的体内功能。临床样本分析严格遵循伦理规范,所有实验均设置生物学重复并进行统计效力验证。
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