EGR1在HTLV-1感染細胞中的表達調控機制及功能研究.pdf

1、目的：
　　HTLV-1編碼的癌蛋白Tax被認為是導致病毒感染后宿主細胞惡性轉化的關鍵因素，本小組前期通過基因芯片分析穩(wěn)定表達癌蛋白Tax的細胞系TaxP細胞，發(fā)現了10個高表達和38個低表達的基因，高表達基因中包括早期反應生長因子1（EGR1）。本研究旨在對TaxP細胞中EGR1的表達特性、生物學作用機制進行深入研究。
　　方法：
　　1.EGR1在Tax蛋白陽性細胞中的表達
　　(1)HTLV-1陽性T細胞中

2、EGR1的表達選用HTLV-1陰性T細胞系Jurkat細胞、MOLT4細胞；HTLV-1陽性T細胞系MT2細胞和MT4細胞，western blot和real-time PCR檢測EGR1 mRNA和蛋白的表達；
　　(2)Tax蛋白對T細胞中EGR1表達的影響選用穩(wěn)定表達Tax蛋白的細胞系TaxP及其對照細胞系TaxN，或者通過基因轉染技術檢測轉染不同量的Tax質粒，western blot和real-time PCR檢測EGR

3、1 mRNA和蛋白的表達；
　　(3)HTLV-1感染對宿主細胞EGR1表達的影響將 HTLV-1陽性 T細胞MT2與hela細胞或Jurkat按照1:5共培養(yǎng)，檢測EGR1 mRNA和蛋白的表達。
　　2.Tax蛋白陽性細胞中EGR1表達調控特性分析
　　(1)構建不同長度的EGR1報告基因及其突變體以jurkat細胞基因組為模板，擴增EGR1調控序列全長993bp，構建Pgl3-EGR1-luc(E1)，利用E1構

4、建截短體 E2(-423bp~+1bp)、E3(-223bp~+1bp)；委托上海生工構建 NFκB結合位點NBS(-422bp~-401bp)缺失和點突變的調控序列，分別標記為DelE和MutE。
　　(2)報告基因活性分析將不同長度的EGR1報告基因及其突變體，與參照載體Prl-luc和p65 shRNA或對照載體共同轉染TaxP細胞和MT2細胞，檢測EGR1調控序列熒光素酶報告基因的相對活性。
　　(3)HTLV-1感

5、染對報告基因活性的影響將 EGR1報告基因及其突變體，與參照載體Prl-luc和p65 shRNA或對照載體共同轉染hela細胞和jurkat細胞，轉染結束后，加入1/5數量的MT2細胞，檢測熒光素酶報告基因的相對活性。
　　(4)染色體共沉淀檢測p65直接結合EGR1調控序列收集MT2細胞，利用染色體共沉淀檢測p65直接結合EGR1調控序列。
　　3.p65介導的EGR1表達分析:
　?。?）NFκB抑制劑BAY11

6、-7082對EGR1表達的影響在MT2細胞和TaxP細胞上清中加入BAY11-7082或轉染p65 shRNA，檢測EGR1和p65蛋白的表達
　　（2）不同Tax突變體對宿主細胞EGR1表達的影響將Tax突變體M22、M47和野生型Tax，轉染hela細胞，檢測EGR1蛋白的表達；將EGR1熒光素酶報告基因分別與M22、M47和Tax轉染293T細胞，檢測EGR1調控序列活性。
　　4.EGR1對HTLV-1感染細胞中RE

7、LA表達的影響及機制探討將EGR1表達質粒電轉TaxP細胞和MT2細胞，檢測EGR1、p65蛋白；將EGR1表達質?；蜣D染TaxP細胞，觀察EGR1對p65入核的影響；將EGR1表達質粒與NFκB熒光素酶報告基因pNFκB-luc共轉TaxP細胞和MT2細胞，檢測熒光素酶活性，或者提取核蛋白，利用凝膠電泳遷移率EMSA檢測NFκB結合DNA的能力。
　　5.EGR1促進HTLV-1感染細胞中NFKB活性機制探討PHA和PBS刺激J

8、urkat細胞后加入蛋白合成抑制劑CHX，分別于不同時間段收集細胞檢測EGR1蛋白的表達；將Tax質粒轉染Jurkat細胞24h后加入CHX，檢測EGR1和Tax蛋白的表達；利用免疫共沉淀技術，檢測TaxP細胞中Tax和EGR1的直接作用。
　　6.HTLV-1在Hela細胞中的復制動力學分析將HTLV-1陽性T細胞MT2按照1:1的比例加入Hela細胞，1h后反復吹吸去除懸浮細胞后，收集不同時間段的細胞，western blot

9、檢測核心抗原p19表達，real-time PCR檢測病毒核酸拷貝。
　　7.EGR1調控HTLV-1感染的機制分析
　　(1)HTLV-1感染后對宿主細胞細胞凋亡的影響利用細胞共培養(yǎng)模型模擬病毒早期感染，檢測病毒感染后Hela細胞Cas3/9的活性和活性蛋白的變化。
　　(2)HTLV-1感染后對宿主細胞細胞自噬的影響利用細胞共培養(yǎng)模型模擬病毒早期感染，檢測LC3B的表達；將LC3B-EGFP載體轉染Hela細胞，轉

10、染結束后進行細胞共培養(yǎng)，共聚焦顯微鏡檢測自噬體數目。
　　(3)干擾EGR1對HTLV-1復制動力學的影響將EGR1 siRNA轉染Hela細胞，轉染24h后，加入等數量的MT2細胞共培養(yǎng)，western blot檢測病毒感染后Hela細胞Cas3/9的活性、Cas3/cas9、LC3B、p19蛋白的表達、以及病毒核酸拷貝。
　　結果：
　　1.EGR1在Tax蛋白陽性細胞中的表達
　　(1)HTLV-1陽性T細

11、胞中EGR1的表達檢測發(fā)現HTLV-1陽性T細胞系中EGR1 mRNA和蛋白的表達至少比對照細胞系HTLV-1陰性T細胞系高出近3倍，差異明顯(P＜0.01)，表明HTLV-1感染可以導致宿主細胞EGR1表達升高。
　　(2)Tax蛋白對T細胞中EGR1表達的影響檢測發(fā)現TaxP細胞中EGR1 mRNA和蛋白對照細胞系TaxN細胞高出近3倍，瞬時轉染 Tax質粒后，EGR1 mRNA和蛋白的表達也隨著增高，差異均明顯(P＜0.01

12、)，且隨著質粒轉染量的升高而升高，這些結果均表明癌蛋白Tax可以導致宿主細胞EGR1的表達升高。
　　(3)HTLV-1感染對宿主細胞EGR1表達的影響隨著共培養(yǎng)體系中加入的MT2細胞比例增大，癌蛋白Tax也隨著增高，同時EGR1 mRNA和蛋白的表達也明顯增高，結果提示病毒早期感染也可以導致宿主細胞EGR1表達升高。
　　2.Tax蛋白陽性細胞中EGR1表達調控特性的分析
　　(1)構建不同長度的EGR1報告基因及其

13、突變體成功構建EGR1全長報告基因E1以及截短體E2、E3和NBS缺失的DelE和-413/T-G點突變的MutE。
　　(2)報告基因活性分析將EGR1報告基因與p65 shRNA轉染TaxP細胞和MT2細胞后，檢測發(fā)現E1、E2的熒光素酶活性明顯高于E3、DelE和MutE，而與p65 shRNA共轉染后明顯低于對照載體組E1和E2的熒光素酶活性。提示調控EGR1表達的區(qū)域主要位于-422~-401bp的NFκB結合位點。

14、r>　　(3)染色體共沉淀檢測p65直接結合EGR1的調控序列染色體共沉淀檢測發(fā)現p65可以直接結合EGR1的調控序列，區(qū)間位于-505bp~-223bp。
　　3.p65介導的EGR1表達分析
　　（1）NFκB抑制劑BAY11-7082對EGR1表達的影響應用p65 shRNA沉默p65后，MT2細胞和TaxP細胞中EGR1的表達下降將近一倍，同樣地應用NFκB抑制劑BAY11-7082后，EGR1的表達下調近60％。<

15、br>　　（2）不同Tax突變體對宿主細胞EGR1表達的影響發(fā)現轉染野生型Tax和突變體M47組，EGR1的蛋白表達和E1、E2熒光素酶報告基因活性明顯高于M22組（P＜0.05），而E3、DelE、MutE活性差異不明顯（P＞0.05），說明了不能激活NFκB途徑的突變體M22促進EGR1表達的能力明顯受損。
　　4.EGR1對 HTLV-1感染細胞中RELA表達的影響及機制的探討發(fā)現EGR1可以促進TaxP細胞和MT2細胞p6

16、5蛋白的表達和NFκB的活性，且隨著劑量增加而增加，EGR1還可以促進p65蛋白入核和促進NFκB結合DNA的能力，提示Tax蛋白陽性細胞中EGR1和NFκB存在著正反饋調節(jié)。
　　5.EGR1促進HTLV-1感染細胞中NFκB活性的機制探討在Tax存在條件下EGR1蛋白的半衰期延長；免疫共沉淀技術檢測發(fā)現Tax蛋白和EGR1蛋白存在著直接作用，這提示HTLV-1可能是通過Tax蛋白延長EGR1蛋白的半衰期造成蛋白蓄積，導致宿主細

17、胞中EGR1和NFκB的正反饋性持續(xù)活化。
　　6.HTLV-1在Hela細胞中的復制動力學分析細胞共培養(yǎng)模型檢測發(fā)現4h可以檢測到HTLV-1核心蛋白p19的表達，但是8h時表達下降，隨后逐漸升高；real-time PCR檢測顯示病毒核酸拷貝隨著時間增加而逐漸增加。
　　7.EGR1調控HTLV-1感染的機制分析
　　(1)HTLV-1感染后對宿主細胞細胞凋亡的影響HTLV-1感染hela細胞后， cas3/7、c

18、as9的活性和活化的cas3/9均無差異，提示病毒感染后不能誘導細胞凋亡。
　　(2)HTLV-1感染后對宿主細胞細胞自噬的影響HTLV-1感染Hela細胞后，LC3B的表達和自噬體數目明顯高于未感染組(0h)，且隨著時間增加LC3B表達逐漸增強（P＜0.05），提示HTLV-1感染可誘導宿主細胞自噬。
　　(3)干擾EGR1對HTLV-1復制動力學的影響宿主細胞中，用siRNA沉默EGR1后，檢測顯示Cas3/9活性和活性

19、Cas3/9蛋白的表達沒有差異，而自噬蛋白LC3B、HTLV-1核心蛋白p19的表達都明顯降低，免疫熒光也發(fā)現自噬體數目減少，提示EGR1通過調節(jié)細胞自噬參與HTLV-1在宿主細胞中的復制動力學。
　　結論：
　　1.HTLV-1感染宿主細胞中EGR1的高表達調控受NFκB調控。
　　2.EGR1和NFκB之間存在著正反饋調節(jié)機制，癌蛋白Tax可以通過直接結合EGR1延長EGR1蛋白的半衰期，可能是EGR1和NFκB之