STAT3：馬立克病毒拮抗DNA損傷應答的關鍵分子

馬立克病(Marek's Disease，MD)是 由 MD 病 毒(MDV)引起的雞惡性T 淋巴細胞增生性腫瘤病，是危害世界養(yǎng)禽業(yè)的嚴重傳染病之一。DNA 損傷應答通路(DNA damage response，DDR)是致癌病毒感染的傳感器，在宿主防御系統(tǒng)中，病毒感染后可以通過病毒復制應激，病毒蛋白與DDR組分互作和誘導活性氧等機制激活DDR 通路，而致瘤病毒也進化出拮抗宿主DDR 的機制，導致基因組不穩(wěn)定和損傷DNA 的蓄積，最終誘發(fā)癌變。DDR 幾乎是所有致瘤病毒的共同靶點，包括 MDV，但是 DDR 通路如何在MDV 生命周期中起作用尚未明確。信號轉導和轉錄激活因子家族(STAT)是細胞內重要的信號轉導因子，調節(jié)基因轉錄、機體免疫反應、細胞增殖、凋亡和分化。STAT 家族成員STAT3 是一個致瘤基因，在病毒急性感染期被激活，在致瘤病毒的生命周期中具有重要作用。然而，STAT3 在MDV 感染過程中如何發(fā)揮功能尚無研究。

近期，《 Journal of Virology》上發(fā)表了“ Marek's Disease Virus Disables the ATR-Chk1 Pathway by Activating STAT3”的研究論文，通信作者為南京農業(yè)大學動物醫(yī)學院的錢鶯娟教授。該研究揭示了MDV 在復制過程中與DDR 通路及STAT3 之間的相互作用機制。通過彗星試驗，發(fā)現(xiàn)MDV 感染雞胚成纖維細胞可以引起細胞DNA 損傷，感染時間越長，損傷越嚴重。而且，MDV 感染細胞中 DDR 標志物 p53 和 p21 蛋白的表達水平升高，表明 MDV感染造成細胞內 DNA 損傷并激活 DDR 通路。此外，利用ATR 通路特異性抑制劑VE-821 阻斷CEF胞內 ATR 通路后，MDV 的復制增加；相反，經(jīng) ATR 通路激活藥物羥基脲(HU)處理細胞，MDV 復制被明顯抑制。重要的是，western blot 結果顯示，MDV 感染早期即可激活ATR 通路，細胞內Chk1 磷酸化水平升高，而感染 16 h～24 h 后，病毒感染細胞中Chk1 磷酸化水平下降，表明隨著MDV 感染時間延長，病毒可以抑制ATR-Chk1 通路的激活。

該研究的另一個重要發(fā)現(xiàn)是MDV 感染引起STAT3 磷酸化水平升高，即激活細胞內的STAT3 通路。研究結果顯示，MDV 在感染早期(3 h)即可引起細胞內STAT3 的705 位酪氨酸和727 位絲氨酸磷酸化，并隨著感染時間的延長，pSTAT3 和 STAT3含量逐漸升高。采用 STAT3 抑制劑 Stattic 處理或siRNA 干擾細胞內 STAT3 的表達，可以消除 MDV感染對Chk1 磷酸化的抑制作用，細胞內 pChk1 水平上升，而病毒復制減弱。由此可見，MDV 感染通過 STAT3 抑制Chk1 的磷酸化，從而拮抗 ATR-Chk1對病毒自身復制的不利影響。

基于細胞DDR 通路在病毒復制和致瘤過程中的關鍵作用，研究MDV 感染對宿主細胞DDR 信號通路的調控分子機理，對于理解MDV 的致病機制具有重要意義。該研究首次確定了細胞內ATR-Chk1通路的激活不利于MDV 復制，而病毒可以通過抑制 ATR-Chk1 通路的信號轉導，促進自身復制。此外，MDV 感染過程中 STAT3 信號的激活與 ATR-Chk1 通路的抑制有著密切的聯(lián)系，STAT3 的激活是MDV 抑制Chk1 磷酸化的關鍵步驟，這一發(fā)現(xiàn)為STAT3 在MDV 復制過程中的作用提供了新見解，揭示了 STAT3 通路是 MDV 調控 ATR-Chk1 通路的關鍵分子。鑒于STAT3 在腫瘤發(fā)生和病毒感染中的重要作用，未來其可以作為抗腫瘤和抗病毒藥物的候選靶點。