Explore furin as an antiviral target to block hepatitis B virus e antigen production
探索弗林蛋白酶作为抗病毒靶点来阻断乙型肝炎病毒 e 抗原的产生
基本信息
- 批准号:10352854
- 负责人:
- 金额:$ 24.59万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-09-24 至 2023-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Amino AcidsAntiviral AgentsAntiviral TherapyApplications GrantsArginineC-terminalCRISPR/Cas technologyCapsidCell Culture TechniquesCell LineCellsChickensChronicChronic Hepatitis BCleaved cellCodon NucleotidesCore ProteinDNA biosynthesisDevelopmentEnzymesExcisionGenesGenomeGenotypeGoalsHBV GenotypeHepG2Hepatitis BHepatitis B Core AntigenHepatitis B VirusHepatitis B e AntigensHepatocyteHumanHuman Herpesvirus 4Immune ToleranceImmune responseIn VitroIntegration Host FactorsKnock-outLentivirus VectorLiverMalignant neoplasm of liverMutation AnalysisN-terminalNucleosome Core ParticleNucleotidesPathway interactionsPeptide Signal SequencesPrimary carcinoma of the liver cellsProductionProprotein ConvertasesProteinsRiskSeriesSiteStructureTestingTherapeuticTherapeutic InterventionTransfectionTranslatingTranslation InitiationViral GenomeVirionVirus DiseasesVirus ReceptorsVirus Replicationadeno-associated viral vectoranti-hepatitis Bbasechronic infectionestablished cell lineexperimental studyhepatoma cellimmunogenicin vivoinhibitor/antagonistknockout genenovelpreventreconstitutionresponseseroconversionsmall hairpin RNAstem cellstargeted treatmenttherapeutic targettrans-Golgi Network
项目摘要
Project Summary/Abstract
Chronic infection by hepatitis B virus (HBV) is a leading cause of liver cancer worldwide, which
can be promoted by hepatitis B e antigen (HBeAg) through induction of immune tolerance. Since
HBeAg loss is a therapeutic goal, it is critically important to identify the host enzyme responsible for
its production. While the structurally related core protein (p21; 183aa) assembles into capsids to
provide the venue for genome replication, HBeAg is a secreted soluble protein. It is initially translated
as fused precore/core protein (p25; 29+183aa), with the N-terminal 19aa targeting the protein to the
secretory pathway followed by its cleavage. The resultant p22 is further cleaved at the C-terminus in
the trans-Golgi network (TGN) to generate mature HBeAg. HBeAg production in cell lines can be
blocked by a proprotein convertase (PC) inhibitor. PCs present in the TGN include furin, PACE4 and
PC7, with most PCs preferring polybasic sequence while furin capable of cleaving after RXXR
sequence. Four such motifs are present at the C-terminus of p22, with fused motifs 1 and 2
(151RRGRSPR157) and polybasic motifs 3 and 4 (RRRR). Previous mutational analysis identified
HBeAg as cleavage product of motif 1. HBV genotype A has a 2-aa insertion to separate motif 2 from
motif 1 (151RRDRGRSPR159), and we found it produced three size forms of HBeAg. Transfection
experiments in the HepG2 and Huh7 human hepatoma cell lines established the small, middle, and
large forms of HBeAg as cleavage products of motifs 1, 2, and 3 (166RRRR169), respectively. In furin-
deficient LoVo cells only the small form was produced. The objective of this R21 grant application is
to further evaluate furin as the host factor for HBeAg maturation and a potential therapeutic target.
Aim 1 will establish the consequence of furin knockout on HBeAg production from HepG2 and Huh7
cells. Parental cells and knockout clones will be transfected with HBV genomes of genotype A or non-
A genotypes, or infected with HBV particles. Aim 2 will establish the consequence of furin silencing or
PC inhibition on HBeAg production from a liver progenitor cell line and primary human hepatocytes
(PHH). shRNAs against furin will be delivered to differentiated HepaRG cells and PHH. Alternatively,
PC inhibitor dec-RVKR-cmk will be added to cell culture. The impact on HBeAg production and
genome replication will be determined following HBV infection. Considering that p22 can inhibit HBV
DNA replication by forming mixed capsids with core protein, we will also examine whether blocked
HBeAg maturation has the added benefit of inhibiting HBV DNA replication. Validating the host enzyme
for HBeAg formation and secretion should provide a concrete and non-mutable target for a novel
antiviral approach against chronic HBV infection, as potent furin/PC inhibitors have been developed.
项目概要/摘要
乙型肝炎病毒(HBV)的慢性感染是全世界肝癌的主要原因,
乙型肝炎e抗原(HBeAg)可通过诱导免疫耐受来促进。自从
HBeAg 消失是一个治疗目标,识别负责 HBeAg 的宿主酶至关重要
它的生产。而结构相关的核心蛋白 (p21; 183aa) 组装成衣壳以
HBeAg 是一种分泌型可溶性蛋白,为基因组复制提供场所。最初是翻译的
作为融合的前核心/核心蛋白 (p25; 29+183aa),N 端 19aa 将蛋白质靶向
分泌途径随后进行裂解。所得 p22 在 C 末端进一步裂解
跨高尔基体网络 (TGN) 产生成熟的 HBeAg。细胞系中 HBeAg 的产生可以
被前蛋白转化酶 (PC) 抑制剂阻断。 TGN 中存在的 PC 包括 Furin、PACE4 和
PC7,大多数 PC 更喜欢多碱基序列,而弗林蛋白酶能够在 RXXR 后裂解
顺序。 p22 的 C 末端存在四个这样的基序,其中融合基序 1 和 2
(151RRGRSPR157) 和多元基序 3 和 4 (RRRR)。先前的突变分析已确定
HBeAg 作为基序 1 的裂解产物。HBV 基因型 A 有一个 2-aa 插入,将基序 2 与
基序 1 (151RRDRGRSPR159),我们发现它产生了三种大小形式的 HBeAg。转染
在 HepG2 和 Huh7 人肝癌细胞系中进行的实验建立了小、中和
大形式的 HBeAg 分别作为基序 1、2 和 3 (166RRRR169) 的裂解产物。在弗林-
有缺陷的 LoVo 细胞仅产生了较小的形式。此 R21 拨款申请的目标是
进一步评估弗林蛋白酶作为 HBeAg 成熟的宿主因子和潜在的治疗靶点。
目标 1 将确定弗林蛋白酶敲除对 HepG2 和 Huh7 产生 HBeAg 的影响
细胞。亲本细胞和敲除克隆将被基因型 A 或非基因型的 HBV 基因组转染。
A基因型,或感染了HBV颗粒。目标 2 将确定弗林蛋白酶沉默或
PC 对肝祖细胞系和原代人肝细胞产生 HBeAg 的抑制作用
(PHH)。针对弗林蛋白酶的 shRNA 将被递送至分化的 HepaRG 细胞和 PHH。或者,
PC 抑制剂 dec-RVKR-cmk 将添加到细胞培养物中。对 HBeAg 产生的影响
基因组复制将在乙型肝炎病毒感染后确定。考虑到p22可以抑制HBV
DNA复制通过与核心蛋白形成混合衣壳,我们还将检查是否被阻断
HBeAg 成熟还有抑制 HBV DNA 复制的额外好处。验证宿主酶
HBeAg 形成和分泌的研究应为新型药物提供具体且不可改变的靶标
随着有效的弗林蛋白酶/PC抑制剂的开发,针对慢性乙型肝炎病毒感染的抗病毒方法已被开发出来。
项目成果
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