BK多瘤病毒（BKPyV）诱导啮齿类细胞系中病毒基因组分析及其致癌机制研究

本综述深入探讨了BK多瘤病毒（BKPyV）在啮齿类肿瘤细胞系中的基因组特征，重点解析非编码控制区（NCCR）结构变异与病毒致癌性的关联。研究通过对比三种BKPyV诱导的肿瘤细胞系（Vn-324、In-1024、Vn1919），发现NCCR重排和病毒蛋白编码区缺失（如VP1-VP3）可能驱动肿瘤发生，为免疫抑制患者中病毒相关肿瘤的机制提供关键见解（保留原文符号如wt-501、pm-522）。

　　

引言

BK多瘤病毒（BKPyV）是一种小型无包膜病毒，具有约5 kb的双链环状DNA基因组，属于多瘤病毒科。该病毒最初从一名患者体内分离而得名，约80%的人群在儿童期感染后病毒潜伏于泌尿系统。免疫抑制状态下病毒再激活可能导致NCCR（非编码控制区）重排，与严重肾病和肿瘤发生相关。本研究聚焦于三种BKPyV诱导的啮齿类肿瘤细胞系（Vn-324、In-1024、Vn1919），旨在解析病毒基因组变异与致癌机制的关联。

材料与方法

生物学分析

细胞系Vn-324（叙利亚金仓鼠脉络丛乳头状瘤来源）、Vn1919（BALB/c小鼠室管膜瘤来源）和In-1024（仓鼠胰岛素瘤来源）均使用含10%胎牛血清的DMEM培养基培养。通过免疫荧光染色（Anti-SV40 T-antigen抗体）和RT-PCR检测Large T抗原（LT-ag）表达。病毒接种通过新生啮齿类侧脑室注射高浓度BKPyV（经氯化铯密度梯度离心纯化）实现。

分子分析

基因组DNA和总RNA使用AllPrep试剂盒提取。LT-ag表达通过RT-PCR（引物BKV(3)-F/BK JC-BK-R）分析。病毒拷贝数通过QuantStudio 3D数字PCR系统定量（以小鼠转铁蛋白受体基因Tfrc为内参）。病毒基因组结构通过PCR扩增（引物BK JC-F/CIBKV-R）和Sanger测序解析，NCCR区段与已知病毒变种（如_wt-501、^pm-522）进行比对。

生物信息学分析

基于BKPyV Gardner株参考序列（LC029411）设计AmpliSeq面板，通过Ion PGM测序平台完成目标区域测序，使用IGV软件进行序列比对和变异分析。

结果

BKPyV LT-ag检测

免疫荧光显示Vn1919和In-1024细胞核表达LT-ag，而Vn-324为阴性。RT-PCR证实Vn-324中LT-ag转录本缺失，但其基因组整合有BKPyV DNA（1拷贝/基因组）。In-1024显示高病毒载量（14拷贝/基因组）。

附加体病毒DNA存在

长延伸PCR在Vn1919和In-1024中检测到约4–5 kb条带（接近完整病毒基因组大小），表明病毒以环状附加体形式存在；Vn-324仅检测到119 bp片段（整合宿主基因组证据）。

序列分析

In-1024来源的BKPyV存在1,184 bp大片段缺失（覆盖VP2、VP3及部分VP1编码区），而Vn1919病毒基因组完整。NCCR结构分析显示：

• •

  Vn-324与_wt-501高度相似（含O-P-Q-S模块，P块三重复制）；

• •

  Vn1919与^pm-522一致（P块三重复制且伴随Q块部分序列）；

• •

  In-1024具独特NCCR结构（P块二重复制且无S模块）。

讨论

BKPyV在免疫抑制患者中通过NCCR重排获得增强的致癌潜力。本研究证实：

1. 1.

   NCCR变异与肿瘤类型关联：_wt-501（Vn-324）诱导脑肿瘤，而^pm-522（Vn1919）诱发胰岛素瘤，提示NCCR结构影响组织嗜性；

2. 2.

   缺陷病毒与致癌性：In-1024中复制缺陷型病毒（VP1-VP3缺失）仍可驱动肿瘤发生，可能依赖宿主因子或协同完整病毒增殖；

3. 3.

   进化适应机制：病毒在人类胚胎肾细胞传代过程中通过NCCR重排获得增殖优势，类似机制可能发生于免疫缺陷患者。

与SV40类似，BKPyV LT-ag通过结合p53和RB家族蛋白促癌，但Vn-324中LT-ag缺失提示NCCR突变或宿主基因组不稳定性可能独立驱动癌变。本研究为Merkel细胞多瘤病毒（MCPyV）等新发现多瘤病毒的致癌机制提供类比模型。

结论

三种BKPyV诱导的啮齿类肿瘤细胞系揭示了病毒NCCR重排和基因组缺失在致癌过程中的核心作用。这些模型为阐明免疫抑制背景下病毒进化与肿瘤发生提供了关键平台，对未来靶向病毒相关肿瘤的治疗策略具有启示意义。