今天分享的文献是2024年发表在Nature Communications上的一篇文章Liver mechanosignaling as a natural anti-hepatitis B virus mechanism，文章的通讯作者是来自复旦大学的陈捷亮教授。

研究背景：

    肝炎病毒对人类健康构成威胁，其中乙肝病毒 （HBV） 尤其有害，可导致急性和慢性肝炎，以及肝硬化和肝细胞癌 （HCC） 等严重肝病。在细胞外乙型肝炎病毒DNA是一种松弛环状的双链DNA（relaxed circularDNA，rcDNA）分子，其两条链均不是闭合的。病毒DNA进入宿主细胞核，在DNA聚合酶的作用下，两条链的缺口均被补齐，形成共价闭合环状DNA（cccDNA）。

    在HBV复制过程中，cccDNA作为病毒复制的模板，可转录产生长度为3.5、2.4、2.1 kb以及0.7 kb的5种病毒RNA，分别翻译产生乙型肝炎E抗原（HBeAg）、core蛋白、聚合酶（P）蛋白、乙型肝炎病毒表面抗原（HBsAg）和HBx蛋白。其中，3.5 kb的前基因组RNA（pgRNA）也是病毒逆转录的模板，P蛋白可识别并结合pgRNA上的衣壳组装信号，启动衣壳组装和逆转录，HBsAg合成后在粗面内质网中多聚化，并转运至高尔基体前腔以包装核心颗粒，装配好的HBV颗粒与亚病毒颗粒转运至高尔基体进行HBsAg的糖基化修饰，最后以出芽方式将完整的病毒粒子分泌出宿主细胞而完成生活周期。

    基质刚度和机械信号在调节细胞功能和体内平衡中起重要作用，与免疫和疾病密切相关。肝脏具有独特的组织结构，刚度范围一般在 2.0 至 7.5 kPa。刚度过高可能存在肝硬化等疾病，而在急性 HBV 感染中，肝脏硬度值增加，甚至超过肝纤维化或肝硬化时的值，然后随着肝损伤逐渐恢复而恢复正常。这表明，机械力在自然控制 HBV 感染过程中具有潜在作用，但细胞外微环境如何对HBV起控制作用的机制尚不清楚。

科学问题：

    细胞外基质刚度变化是否能抑制 HBV 复制？其中的分子机制是什么？

主要内容：

    作者首先分析了 1056 例乙肝患者（HBeAg 阳性） 个体的肝组织样本，发现乙肝病毒DNA 水平随着 Scheuer 等级的增加而降低。为了揭示基质刚度对 HBV 复制的影响，作者使用可以模拟肝脏刚度的生理范围的不同基质刚度的水凝胶，培养原代人肝细胞使其感染HBV，再检测HBV的复制情况。结果表明：随着基质刚度的增加，细胞内 HBV preCore/pgRNA和 总 RNA 水平显著降低，病毒HBsAg 和 HBeAg抗原水平降低。培养小鼠细胞可得到一致结果，即高刚度的条件下，HBV RNA水平降低（图1）。

图1：高基质刚度对HBV病毒复制的抑制作用

    由于有文献报道YAP在基质刚度机械信号转导中起核心作用，作者随后检测了不同刚度培养条件下肝细胞中的YAP活性。随着基质刚度的增加， YAP 磷酸化水平降低，并明显从细胞质转移到细胞核。而在软基质上培养的细胞感染病毒后并不会激活YAP，表明只有高刚度条件才会激活YAP。之后作者使用了靶向YAP的siRNA，发现随着 YAP 失活，HBV RNA和病毒抗原显著增加，而HBVcircle的水平没有显着影响。表明YAP 激活对 HBV 的抑制作用主要发生在 cccDNA 转录和转录后水平。进一步使用YAP 相关的通路激活/抑制剂处理时发现，HBV RNA水平在激活YAP降低，抑制YAP后升高。ATAC-seq 结果也显示，YAP 激活导致 HBVcircle 的可及性显著降低，而 YAP 抑制导致可及性增加。表明YAP 激活cccDNA 染色质可及性和转录活性产生抑制作用。从乙肝患者收集肝脏标本，进行单核RNA测序，发现YAP 相关通路与 HBV 转录本之间存在显著的负相关。患者组织的染色也可以看到，YAP 激活的位置，HBV 抗原表达较少。以上结果表明在生理环境中，YAP 激活与 HBV 抑制显着相关。

    最后作者尝试在小鼠体内激活YAP来抑制HBV。小鼠尾静脉注射HBV质粒和YAP表达质粒，发现YAP激活对HBV的RNA和抗原表达都有抑制作用（图2）。通过小分子化合物TDI-011536外源性激活肝脏 YAP同样可以抑制HBV的RNA转录和抗原表达，并且没有增加肝脏中的两种转氨酶ALT/AST，也不影响血清白蛋白表达。这些结果表明，YAP 介导的肝脏机械信号的外源性调节可以有效控制 HBV。

图2：激活YAP可抑制小鼠模型中的HBV复制

作者简介：

陈捷亮（复旦大学基础医学院）

原文索引：https://doi.org/10.1038/s41467-024-52718-3

注：本文仅为作者个人解读，如有纰漏，请参照原文。

撰文：李夏琳

审核：章梅

编辑：成美君