上海巴斯德所揭示人類重要腫瘤病毒KSHV致瘤的新機制

　　7月11日，國際學術期刊PLOS Pathogens 發表了中國科學院上海巴斯德研究所藍柯研究組題為Oncogenic Herpesvirus KSHV Hijacks BMP-Smad1-Id Signaling to Promote Tumorigenesis 的研究論文。

　　卡波氏肉瘤相關皰疹病毒（Kaposi’s sarcoma associated herpesvirus, KSHV）是一種重要的人類腫瘤病毒，它與卡波氏肉瘤（Kaposi’s sarcoma, KS）、原發性滲出性淋巴瘤（Primary effusion lymphoma, PEL）及多中心卡斯特曼病（Multicentric Castleman Disease, MCD）等惡性腫瘤的發生密切相關，其中卡波氏肉瘤是艾滋病患者中常見的腫瘤及其致死原因。研究組在前期工作中發現KSHV潛伏感染過程中主要表達的蛋白 Latency Associated Nuclear Antigen（LANA）可通過抑制宿主重要信號分子Notch1的泛素化降解從而導致其在細胞內的聚集并促進腫瘤細胞的增殖 (Lan, et al. J Virol, 2005； Lan, et al. PNAS 2007)；另一方面，LANA還能穩定Notch信號通路重要的下游效應分子Hey1的表達，促進腫瘤血管生成（Wang, et al. Cancer Res, 2014）。

　　為了進一步探索LANA在KSHV相關腫瘤發生發展中的功能機制，在藍柯研究員及美國南加州大學高守疆教授的指導下，助理研究員梁德光博士和研究實習員呼浩等通過串聯親和純化技術（TAP），鑒定出BMP通路的重要信號分子Smad1是潛在的LANA相互作用蛋白。通過免疫共沉淀等技術，研究人員證實 LANA與Smad1 C端的MH2結構域相互作用，并且發現LANA能顯著穩定BMP2介導的Smad1 C端SXS motif的磷酸化，促進BMP通路重要下游分子Id1的表達。進一步研究發現LANA通過與Smad1相互作用，促進Smad1對Id1啟動子的結合，從而在轉錄水平上調Id1表達。與此同時，也發現Id家族其它成員Id2，Id3也能被LANA顯著上調。

　　Id家族在多種腫瘤中顯著高表達，并通過多種機制促進腫瘤的發生發展。為驗證Id分子是否在KS發生過程中發揮關鍵作用，首先研究人員通過免疫組化技術，證實Id分子在KS腫瘤組織中高表達；另一方面KSHV新型轉化細胞模型（Jones, et al. JCI, 2012），發現Id分子在KSHV轉化細胞（KMM細胞）中顯著上調，并且證實Id上調是受LANA所調控的。進一步，利用RNAi技術，在KMM細胞中敲低Id1表達，通過體內或體外實驗均證實KMM細胞的腫瘤形成能力受到嚴重抑制。以上研究提示，LANA通過上調BMP-Smad1-Id通路在KS 發生發展過程發揮關鍵作用。

　　為進一步驗證BMP-Smad1-Id能否作為治療KS的靶向通路，研究人員利用兩種不同類型的BMP通路抑制劑Dorsomorphin與WSS25處理KMM細胞，二者均能顯著抑制KMM細胞在軟瓊脂中的停泊非依賴的生長能力。進一步，發現 Dorsomorphin對KSHV轉化的KMM細胞有選擇性的細胞毒性，如果在KMM細胞中過表達Id1，將一定程度拯救Dorsomorpin對 KMM細胞的細胞毒性。此外，通過裸鼠接種KMM細胞成瘤實驗，發現單劑量腹腔注射Dorsomorphin即能夠顯著抑制KMM細胞的腫瘤生長。因此，Dorsomorphin通過靶向BMP-Smad1-Id通路，抑制KSHV轉化細胞的體外/體內成瘤能力，是潛在的KS治療藥物。

　　這項研究得到了國家自然科學基金重點項目、國家“973”計劃、中科院青年促進會基金等的經費支持。

左圖：A-I Dorsomorphin在體內和體外通過靶向BMP-Samd1-Id信號通路抑制KMM細胞增殖；右圖：工作模型