【王伟课题组】在人乳头瘤病毒感染的糖生物学研究领域取得重要进展

       人乳头瘤病毒（Human Papilloma Virus，HPV）作为通过性传播的常见病原体，是威胁人类健康的主要病毒之一。特别是HPV16和HPV18等高危型HPV的持续感染能导致宫颈癌的发生，给健康带来极大威胁。王伟教授课题组在海大率先建立了HPV假病毒包装和感染体系，并与赵峡教授和李春霞教授合作，先后发现硫酸化壳聚糖36S (Carbohyd. Polym., 2018) 和褐藻糖硫酸酯PMGS (Carbohyd. Polym., 2020) 等多种抗HPV先导化合物，其中PMGS在海洋生物医药研究院进行了后续开发，已获医疗器械生产批件1项。为进一步开发新靶点的抗HPV药物，需要深入了解HPV感染机制。但目前HPV内吞途径和功能性进入受体还不明确，有待进一步阐明，从而为阻断HPV感染提供新靶标。

图1. N糖链与myosin-9共同影响HPV的侵染过程

 近日，王伟教授课题组在HPV进入受体和内吞机制研究方面取得最新进展。研究团队利用HPV假病毒感染体系结合糖链缺失细胞系研究糖链对HPV侵染的影响，发现HPV45感染N-糖链缺失的CHOLec1细胞水平显著高于CHOK1细胞，且其主要通过动力蛋白依赖但肌动蛋白非依赖性感染途径，这与 HeLa 和 CHOK1 细胞中感染途径不同。进一步利用免疫垂钓结合质谱方法鉴定出HPV潜在感染受体肌球蛋白-9（myosin-9），并利用细胞功能抑制和小鼠生殖道模型验证了myosin-9确实是HPV感染的功能性进入受体。这表明myosin-9有潜力成为抗HPV药物的新靶标。

 研究团队进一步探索 N-糖链和myosin-9在 HPV 感染中的不同作用。结果发现半乳糖苷酶而非甘露糖苷酶处理显著增加 Lec2 细胞中 HPV内吞，表明半乳糖可能负向调控HPV感染。HPV感染可诱导 HeLa 和 Lec1 细胞而非 CHOK1 细胞中 MEK/MLCK/MLC 信号通路的激活，从而引起myosin-9 的激活和细胞膜重定位。此外，细胞表面N-糖链分析表明，HeLa细胞的N-糖链具有更复杂结构和更大分子量，而CHOK1的N-糖则含有更多末端唾液酸和半乳糖链。因此，N-糖链特别是半乳糖链，可能是HPV感染的诱饵受体，阻断myosin-9重定位以及与HPV的结合。综上所述，本研究不仅揭示了N-糖链影响HPV内吞的关键糖链特征，还阐明了myosin-9作为HPV新内吞受体与N-糖链之间的联系，从而为HPV感染机制研究提供新的视角，并且有助于开发针对HPV感染的新型治疗药物。

图2. HPV感染细胞的不同内吞途径示意图

 该研究成果于2024年2月发表于Nature Index期刊《Journal of Biological Chemistry》。中国海洋大学医药学院为第一通讯单位，药理室王伟教授和青医附院郝翠副教授为共同通讯作者，博士后张洋和研究生刘伟为并列第一作者，硕士生贺福杰、蒋昊副教授和复旦大学刘妍君教授为文章共同作者。该研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、海洋科学国家实验室创新项目以及海南省科技计划三亚联合基金等项目的资助。

Myosin 9 and N-glycans jointly regulate human papillomavirus entry, Journal of Biological Chemistry, 2024, 300(2): 105660.

        文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jbc.2024.105660