维生素 D 信号通过直接靶向 HBV Core 启动子抑制 HBV 活性

StephenW

维生素 D 信号通过直接靶向 HBV Core 启动子抑制 HBV 活性
Shivaksh Ahluwalia 1、Divya Choudhary 2、Purnima Tyagi 3、Vijay Kumar 3、Perumal Vivekanandan 4
隶属关系
隶属关系

    1
    印度新德里印度理工学院库苏马生物科学学院。
    2
    印度新德里印度理工学院化学工程系。
    3
    分子和细胞医学系，肝脏和胆道科学研究所，印度新德里。
    4
    印度新德里印度理工学院库苏马生物科学学院。电子地址：[email protected]。

    PMID：34562448 DOI：10.1016/j.jbc.2021.101233

免费文章
抽象的

临床和流行病学研究支持维生素 D 在抑制乙型肝炎病毒 (HBV) 中的作用。维生素 D 的这种抗病毒作用被广泛归因于维生素 D 受体 (VDR)/维甲酸 X 受体 (RXR) 通过其启动子中的维生素 D 反应元件 (VDRE) 介导的宿主免疫调节基因调节。在这里，我们研究了骨化三醇（1α，25（OH）2D3，代谢激活的维生素 D）通过该信号通路直接调节 HBV 活性的能力。我们观察到骨化三醇仅选择性抑制 HBV 核心启动子，而不会影响 HBV-PreS1、HBV-PreS2/S 或 HBx 启动子。然后，我们在 HBV 核心启动子中鉴定了一个 VDRE 簇，该簇在大多数 HBV 基因型中高度保守。这种 VDRE 簇的破坏废除了骨化三醇介导的 HBV 核心启动子的抑制。此外，我们发现 VDR 与 HBV 核心启动子中的 VDRE 簇直接相互作用，而与 RXR 无关。这表明骨化三醇通过非经典骨化三醇激活的 VDR 途径抑制 HBV 核心启动子活性。最后，我们观察到骨化三醇在多种 HBV 细胞培养模型中抑制了经典 HBV 核心启动子转录本、前基因组 RNA 和前核心 RNA 的表达。此外，骨化三醇抑制 HBeAg 和 HBsAg（与疾病预后不良相关的 HBV 编码蛋白）的分泌，而不影响病毒体的分泌。我们的研究结果 (a) 将 VDR 确定为 HBV 核心启动子活性的新型调节剂，(b) 至少部分解释了临床研究中维生素 D 水平与 HBV 活性的相关性，(c) 对维生素的潜在用途有影响D 以及抗 HBV 疗法，以及 (d) 为通过病毒启动子中的 VDRE 对维生素 D 介导的病毒调节的研究奠定基础。

关键词：抗病毒剂；细胞信号；基因调控； HBV核心启动子；乙肝）；乙型肝炎病毒（HBV；核受体；病毒转录；维生素 D；维生素 D 受体 (VDR)；维生素 D 反应元件 (VDRE)。

版权所有 © 2021 作者。由 Elsevier Inc. 出版。保留所有权利。

StephenW

Vitamin D signaling inhibits HBV activity by directly targeting the HBV Core promoter
Shivaksh Ahluwalia  1 , Divya Choudhary  2 , Purnima Tyagi  3 , Vijay Kumar  3 , Perumal Vivekanandan  4
Affiliations
Affiliations

    1
    Kusuma School of Biological Sciences, Indian Institute of Technology Delhi, New Delhi, India.
    2
    Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Delhi, New Delhi, India.
    3
    Department of Molecular and Cellular Medicine, Institute of Liver and Biliary sciences, New Delhi, India.
    4
    Kusuma School of Biological Sciences, Indian Institute of Technology Delhi, New Delhi, India. Electronic address: [email protected].

    PMID: 34562448 DOI: 10.1016/j.jbc.2021.101233

Free article
Abstract

Clinical and epidemiological studies support a role for vitamin D in suppressing hepatitis B virus (HBV). This antiviral role of vitamin D is widely attributed to Vitamin D Receptor (VDR)/Retinoid X Receptor (RXR)-mediated regulation of host immunomodulatory genes through Vitamin D Response Elements (VDREs) in their promoters. Here, we investigated the ability of calcitriol (1α,25(OH)2D3, metabolically activated Vitamin D) to directly regulate HBV activity through this signaling pathway. We observed that calcitriol selectively inhibited only the HBV-core promoter without affecting the HBV-PreS1, HBV-PreS2/S, or HBx promoters. We then identified a VDRE-cluster in the HBV-core promoter that is highly conserved across most HBV genotypes. Disruption of this VDRE-cluster abrogated calcitriol-mediated suppression of the HBV-core promoter. Furthermore, we showed VDR interacts directly with the VDRE-cluster in the HBV-core promoter independent of RXR. This demonstrates that calcitriol inhibits HBV-core promoter activity through a non-canonical calcitriol-activated VDR-pathway. Finally, we observed that calcitriol suppressed expression of the canonical HBV-core promoter transcripts, pregenomic RNA and precore RNA in multiple HBV cell culture models. Additionally, calcitriol inhibited the secretion of HBeAg and HBsAg (HBV-encoded proteins linked to poor disease prognosis), without affecting virion secretion. Our findings (a) identify VDR as a novel regulator of HBV-core promoter activity, (b) explain at least in part the correlation of vitamin D levels to HBV activity in clinical studies, (c) have implications on the potential use of vitamin D along with anti-HBV therapies, and (d) lay the groundwork for studies on vitamin D-mediated regulation of viruses through VDREs in virus promoters.

Keywords: Antiviral agent; Cell signaling; Gene regulation; HBV Core promoter; Hep B); Hepatitis B virus (HBV; Nuclear Receptor; Viral transcription; Vitamin D; Vitamin D Receptor (VDR); Vitamin D Response Element (VDRE).

Copyright © 2021 The Authors. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

StephenW

www.jbc.org/article/S002192582101036X/pdf