病毒感染与DNA甲基化_李岩
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（ＢＫ２０１４１０３１）；中 国 药 科 大 学 药 学 基 地 科 研 训 练 及 科 研 能 力 提 高 项 目 （Ｊ１３１００３２） 作 者 简 介 ：李 岩 （１９９２— ），女 ，安 徽 马 鞍 山 人 ，在 读 硕 士 研 究 生 ，主 要 从 事 微 生 物 学 研 究 。 通 讯 作 者 ：曹 荣 月 ，副 教 授 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｐｕｃｒｙ＠ｃｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ；朱 政 ，副 研 究 员 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｚｈｕ＠ｊｓｃｄｃ．ｃｎ
关键词：ＤＮＡ 甲基化；乙型肝炎病毒；人类免疫缺陷病毒；人乳头瘤病毒；流感病毒；登革病毒 中 图 分 类 号 ：Ｒ１１７ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００６－９０７０（２０１７）０２－０１７３－０４
表观遗传学（Ｅｐｉｇｅｎｅｔｉｃｓ）是一门研究非 ＤＮＡ 序 列改变引起可遗传基因表达变化的遗传学分支学科， 随着分子生物学的 空 前 发 展，已 成 为 后 基 因 组 时 代 不 可或缺的 一 部 分。 基 因 表 达 的 表 观 遗 传 调 控 非 常 复 杂，包括 ＤＮＡ 甲 基 化、组 蛋 白 修 饰、染 色 质 重 塑 和 非 编 码 ＲＮＡ 调 控 等 多 种 机 制。ＤＮＡ 甲 基 化 （ＤＮＡ ｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ）通常指 ＣｐＧ 二核苷酸中胞嘧啶上第５位 碳原子的甲基化，是 最 早 被 发 现、认 可 的 机 制，也 是 目 前最清楚 的 表 观 修 饰 方 式 之 一。 近 年 来，ＤＮＡ 甲 基 化与 多 种 疾 病 的 相 关 性，成 为 肿 瘤、糖 尿 病 及 心 血 管 疾病等生命科学领 域 的 研 究 热 点。 同 时，多 项 研 究 表 明病 毒 感 染 能 够 影 响 宿 主 细 胞 的 ＤＮＡ 甲 基 化 状 态， 导致表观遗传模式变化。病毒在利用宿主系统进行 自身复制的同时，也 通 过 调 节 宿 主 的 表 观 遗 传 学 过 程 引起免疫和炎症等 相 关 反 应，进 而 促 进 疾 病 的 发 生 和 发展。本文 从 慢 性 病 毒 和 急 性 病 毒 感 染 两 个 方 面 着 手，简 要 回 顾 几 种 病 毒 调 控 宿 主 ＤＮＡ 甲 基 化 修 饰 的 研究，旨 在 分 析 甲 基 化 与 疾 病 发 病 机 制 的 相 关 性，为 深 入 研 究 病 毒 感 染 、致 病 机 制 和 治 疗 方 案 提 供 思 路 。
ｅｓ，ＤＮＭＴｓ）完 成，发 生 在 转 录 起 始 位 点 附 近 的 ＣｐＧ 岛中常引起相关基因的转录抑制或沉默。
ＤＮＭＴ 是哺乳动物体内唯一能够催化 Ｓ－腺苷－Ｌ－ 甲硫氨酸（ＳＡＭ）上的甲基基团转移到胞嘧啶上的 酶， 目前 已 发 现 多 个 ＤＮＭＴ 家 族 酶 分 子，在 进 化 中 高 度 保守，其 中 主 要 发 挥 作 用 的 有 ３ 种，分 为 两 个 家 族。 其中：ＤＮＭＴ１ 是 维 持 甲 基 化 酶，作 用 于 细 胞 周 期 Ｓ 期，对半甲基化 ＤＮＡ（ＤＮＡ 双链中只有一条发生甲基 化）具有高亲和力，通 过 与 增 殖 细 胞 核 抗 原 （Ｐｒｏｌｉｆｅｒａ－ ｔｉｎｇ Ｃｅｌｌ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｎｔｉｇｅｎ，ＰＣＮＡ）和 泛 素 样 含 ＰＨＤ 和 环指域１蛋白（Ｕｂｉｑｕｉｔｉｎ－ｌｉｋｅ，ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ＰＨＤ ａｎｄ ＲＩＮＧ ｆｉｎｇｅｒ ｄｏｍａｉｎｓ １，ＵＨＲＦ１）的 相 互 作 用 靶 向 复 制叉，将 新 合 成 的 子 链 甲 基 化，确 保 染 色 体 复 制 过 程 中甲基化模 式 的 传 递［２］；ＤＮＭＴ３ 家 族 包 括 两 个 从 头 甲基化 酶 （ＤＮＭＴ３ａ 和 ＤＮＭＴ３ｂ）和 一 个 调 节 因 子 （ＤＮＭＴ３Ｌ）。ＤＮＭＴ３ａ 和 ＤＮＭＴ３ｂ 参 与 胚 胎 发 育 过程 中 ＤＮＡ 甲 基 化 模 式 的 建 立，优 先 作 用 于 完 全 未 甲基化的 ＤＮＡ 链，通常在早期胚胎细胞 中高度表达， 在 成 体 细 胞 中 下 调 ，特 别 会 在 一 些 肿 瘤 细 胞 中 出 现 过 度 表达［３］。ＤＮＭＴ３Ｌ 与 另 外 两 个 ＤＮＭＴ３ 成 员 结 构 相 似，但缺少酶活性位点，不具备甲基化能力，可以与 ＤＮ－ ＭＴ３ａ和 ＤＮＭＴ３ｂ 结 合 促 进 后 两 者 的 催 化 活 性［４］。 ＤＮＡ 甲基化 模 式 的 形 成 是 ＤＮＭＴ１、ＤＮＭＴ３ａ和 ＤＮ－ ＭＴ３ｂ这 ３ 种 有 活 性 的 甲 基 转 移 酶 共 同 作 用 的 结 果 ，任 何一种酶的缺失都会造成甲基化状态的紊乱。
１ ＤＮＡ 甲基化 ＤＮＡ 甲基化是哺乳 动 物 最 常 见 的 表 观 遗 传 标 志
之一，基因组 中 约 ７０％ ～８０％ 的 ＣｐＧ 二 核 苷 酸 为 甲 基化状态，通常零散地分布在 ＤＮＡ 上，其余非 甲 基 化 的 ＣｐＧ 往 往 成 簇 聚 集 在 一 起 组 成 ＣｐＧ 岛 （ＣｐＧ ｉｓｌａｎｄｓ），主要分 布 于 基 因 的 启 动 子 区［１］。ＤＮＡ 甲 基 化主要 由 ＤＮＡ 甲 基 转 移 酶 （ＤＮＡ ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓ－
摘要： 基因表达的表观遗传学调控，在多种疾病的起始和发展中起到重 要 作 用，ＤＮＡ 甲 基 化 是 表 观 修 饰 方 式 之 一 。 病 毒感染能够调节宿主细胞的表观遗传模式，这种可遗传变化有利于病毒的复制，进而促进 疾 病 的 发 展。 本 文 简 要 综 述 了 几 种 病毒感染对宿主细胞 ＤＮＡ 甲基化修饰的影响，以及相关联的致病机制，旨在为疾病的预防和治疗提供新的思路。
3dna甲基化与急性病毒感染31dna甲基化与流感病毒感染流行性感冒病毒influenzavirusiv是引起呼吸道感染的一类重要病原体具有传播速度快传染性强的特点其中最常见的是甲型流感病毒由于抗原变异性较高已产生多种新的抗原型病毒大大减弱了已有流感疫苗的保护效果
江 苏 预 防 医 学 ２０１７ 年 ３ 月 第 ２８ 卷 第 ２ 期 Ｊｉａｎｇｓｕ Ｊ Ｐｒｅｖ Ｍｅｄ，Ｍａｒｃｈ，２０１７，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．２
ＤＮＡ 甲基化机制中 的 另 一 个 重 要 组 分 是 甲 基 化 ＣｐＧ 结合蛋白（ｍｅｔｈｙｌ－ＣｐＧ－ｂｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎｓ，ＭＢＰｓ），通
ＤＯＩ：１０．１３６６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－９０７０．２０１７．０２．１６ 基金项目：国家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 （８６３ 计 划，２０１５ＡＡ０２０３１４）；国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （８１３７３２３２，３１２７０９８５）；江 苏 省 自 然 科 学 基 金 项 目
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病毒感染与 ＤＮＡ 甲基化
·综 述·
李 岩１ ，刘 天１ ，李 娜１ ，周 金 意２ ，崇 军３ ，曹 荣 月１ ，朱 政２ １．中 国 药 科 大 学 ，南 京 ２１０００９；２．江 苏 省 疾 病 预 防 控 制 中 心 ；３．上 海 复 星 长 征 医 学 科 学 有 限 公 司
２ ＤＮＡ 甲基化与慢性病毒感染 许多病毒可在宿主 体 内 引 起 急 性 感 染，产 生 典 型
的临床症状，部分病 毒 如 副 流 感 病 毒 在 机 体 免 疫 系 统 激活后会被迅速清 除，而 部 分 病 毒 如 高 致 病 性 禽 流 感 Ｈ５Ｎ１亚型感染人 后，起 病 急、进 展 快，短 时 间 内 甚 至 致人死亡。作为必须 依 赖 宿 主 生 存 的 微 生 物，病 毒 在 入侵后能够劫持宿 主 细 胞 的 代 谢 系 统，促 进 自 身 生 命 周期 的 完 成，并 逃 避 机 体 免 疫 应 答，控 制 宿 主 的 表 观 遗传 修 饰 系 统 调 节 基 因 表 达，改 变 细 胞 表 型，有 利 于 自身复制。目 前，关 于 ＤＮＡ 甲 基 化 在 病 毒 感 染 性 疾 病中的作用和机制 已 经 有 诸 多 报 道，多 数 集 中 于 潜 伏 期较 长、发 病 较 缓 慢 的 慢 性 病 毒 感 染，比 较 常 见 的 包 括 乙 型 肝 炎 病 毒 （Ｈｅｐａｔｉｔｉｓ Ｂ Ｖｉｒｕｓ，ＨＢＶ）、人 免 疫 缺 陷病 毒 （Ｈｕｍａｎ Ｉｍｍｕｎｏｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｒｕｓ，ＨＩＶ）和 人 乳 头 瘤 病 毒 （Ｈｕｍａｎ ｐａｐｉｌｌｏｍａｖｉｒｕｓ，ＨＰＶ）等 。 ２．１ ＤＮＡ 甲基 化 与 ＨＢＶ 感 染 ＨＢＶ 是 引 起 病 毒 性肝炎的主要病原 体 之 一，长 期 慢 性 感 染 是 导 致 肝 癌 的重要原因。研究发现 ＨＢＶ 的存在与宿主基因组 的 ＤＮＡ 甲 基 化 异 常 相 关 。 ［６－８］ ＨＢＶ 编 码 的 ｘ 蛋 白 （ＨＢｘ）是一种多效 蛋 白，不 仅 能 通 过 与 转 录 因 子 的 相 互作用直接调控基 因 转 录，还 参 与 多 种 致 癌 信 号 转 导 途径的激活，被 认 为 在 ＨＢＶ 慢 性 感 染 向 肝 癌 转 变 的 过程中发挥重要作 用，也 是 导 致 宿 主 基 因 组 表 观 遗 传 改变 的 关 键 因 素 。 ［９］ ＨＢｘ 通 过 转 录 反 式 激 活 ＤＮ－ ＭＴ１和 ＤＮＭＴ３ａ的表 达，并 指 导 它 们 与 特 定 靶 基 因 的结合，导 致 相 关 ＣｐＧ 岛 甲 基 化，引 起 重 要 基 因 如 抑 癌基 因 ｐ１６ＩＮＫ４Ａ 和 Ｅ－钙 粘 蛋 白 的 下 调［６］，可 直 接 导 致 细胞癌变。与正常细 胞 相 比，癌 细 胞 基 因 组 除 了 表 现 出局 部 高 甲 基 化，还 存 在 全 面 低 甲 基 化，主 要 是 占 人 类基因 组 ２０％ ～３０％ 的 ＤＮＡ 重 复 序 列 呈 现 低 甲 基 化，这和 ＨＢｘ对 ＤＮＡ 重复序列的从头甲基化酶 ＤＮ－ ＭＴ３ｂ的下调 有 关 。 ［７］ 此 外，ＨＢＶ 还 可 以 利 用 ＤＮＡ 甲基化修 饰 激 活 多 种 原 癌 基 因 表 达。 分 泌 型 卷 曲 相 关 蛋 白 （Ｓｅｃｒｅｔｅｄ ｆｒｉｚｚｌｅｄ－ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎｓ，ＳＦＲＰ）是 Ｗｎｔ信号通路拮抗剂，其表达缺失会引起 Ｗｎｔ信号转 导途径的持续活化，使细胞增殖失控。ＨＢｘ 通过促进 ＤＮＭＴ１和 ＤＮＭＴ３ａ 与 ＳＦＲＰ１ 和 ＳＦＲＰ５ 启 动 子 区 结合，引 起 ＣｐＧ 位 点 的 超 甲 基 化，导 致 其 表 观 遗 传 沉 默，从 而 激 活 Ｗｎｔ信 号 通 路，启 动 下 游 原 癌 基 因 ｃ－
ｍｙｃ和 Ｃｙｃｌｉｎ Ｄ１的转录，从而介导肝癌发生 。 ［８］ ＤＮＡ 甲 基 化 被 认 为 是 机 体 对 沉 默 入 侵 的 外 源
ＤＮＡ 和病毒基因组的常见细胞防御机 制 之 一。ＨＢＶ 的双链 ＤＮＡ 在病毒基因的启动子区和增强子区 含 有 ３个 主 要 的 ＣｐＧ 岛［１０］，其 甲 基 化 状 态 的 变 化 会 引 起 ＨＢＶ 表面抗 原 的 表 达 水 平 改 变，高 甲 基 化 使 表 面 抗 原基因的复 制 和 转 录 受 到 抑 制，导 致 隐 性 感 染。ＣｐＧ 岛ＩＩ的甲基化可以显著降低 ＨＢＶ ＤＮＡ 的复制，而部 分 ＨＢＶ 患者的乙型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）检测结果 为阴性，原因可能是 ＣｐＧ 岛ＩＩＩ发 生 甲 基 化 使 其 在 血 清中的滴度 降 低 。 ［１１］ 这 种 隐 性 感 染 不 仅 会 造 成 病 毒 的进一步 传 播，且 药 物 很 难 接 触 到 病 毒 的 隐 藏 储 备 库，无 法 将 其 彻 底 清 除，从 而 导 致 长 期 感 染，危 害 极 大。综上所述，ＤＮＡ 甲基化在 ＨＢＶ 的 感 染 及 诱 导 肝 癌发生发展中均产生重要作用。 ２．２ ＤＮＡ 甲基化与 ＨＩＶ 感染 ＨＩＶ 通 过 攻 击 人 体 免疫系统，破坏 ＣＤ４＋ Ｔ 细胞，使机体丧失部分甚至 全 部的细胞免疫功能，最 终 导 致 获 得 性 免 疫 缺 陷 综 合 征 （Ａｃｑｕｉｒｅｄ Ｉｍｍｕｎｅ Ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｓｙｎｄｒｏｍｅ，ＡＩＤＳ）。 ＨＩＶ 的病毒蛋白可以影响 ＤＮＭＴｓ的启动子活性，改 变宿主 ＤＮＡ 甲 基 化 模 式，并 且 这 种 变 化 与 ＡＩＤＳ 的 进程紧密相 关［１２］。Ｐｉｏｎ 等 研 ［１３］ 究 显 示，ＨＩＶ 能 够 直 接感 染 宿 主 的 调 节 性 Ｔ 细 胞 （Ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ Ｔ ｃｅｌｌｓ， Ｔｒｅｇｓ），通 过 激 活 ＤＮＭＴ３ｂ 的 转 录，诱 导 转 录 因 子 Ｆｏｘｐ３启动子区 ＣｐＧ 位点的高度甲基化，下调 Ｆｏｘｐ３ 表达，进而 破 坏 Ｔｒｅｇｓ的 免 疫 抑 制 功 能，同 时 导 致 细 胞因子分泌模式的改变。Ｔｒｅｇｓ免 疫调节能力 的 丧失 可能是 ＣＤ４＋ Ｔ 细 胞 衰 竭，并 进 一 步 发 展 为 ＡＩＤＳ 的 原因之一。ＡＩＤＳ 患 者 通 常 患 有 多 种 疾 病，非 霍 奇 金 淋巴瘤是其中较为 常 见 的 一 种 癌 症，其 发 生 率 高 于 正 常人 群，不 仅 由 于 患 者 的 免 疫 系 统 受 到 破 坏，另 一 方 面，ＨＩＶ 还能够通过 ＤＮＡ 甲 基 化 机 制 诱 导 细 胞 的 恶 性转化。ＨＩＶ 的 Ｔａｔ蛋 白 作 为 一 种 反 式 激 活 作 用 因 子，可以从感 染 细 胞 中 释 放 并 在 Ｂ 细 胞 中 异 位 表 达， 通过下调特定的微小 ＲＮＡ 如 ｍｉＲ－２９家族成员，激活 ＤＮＭＴ１、ＤＮＭＴ３ａ 和 ＤＮＭＴ３ｂ，引 起 下 游 靶 基 因 ｐ１６ＩＮＫ４Ａ和 ＴＰ５３的异常高甲基化，参 与 Ｂ 细 胞 淋 巴 瘤 的 发 生 。 ［１４］
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江 苏 预 防 医 学 ２０１７ 年 ３ 月ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第 ２８ 卷 第 ２ 期 Ｊｉａｎｇｓｕ Ｊ Ｐｒｅｖ Ｍｅｄ，Ｍａｒｃｈ，２０１７，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．２
过识别并结合甲基化 ＣｐＧ 形成阻遏复合物，阻止转录 因子与特定的 ＤＮＡ 序列结合，参与转录抑制。ＭＢＰ成 员包 括 ＭｅＣＰ２、ＭＢＤ１、ＭＢＤ２、ＭＢＤ３、ＭＢＤ４ 和 Ｋａｉｓｏ， 除 ＭＢＤ３外的其他蛋白质 都 具 有 与 甲 基 化 ＤＮＡ 结 合 的 能 力［５］。 这 些 甲 基 结 合 蛋 白 负 责 翻 译 甲 基 化 信 息 ，建 立起 ＤＮＡ 甲基化与基因抑制之间的联系。
关键词：ＤＮＡ 甲基化；乙型肝炎病毒；人类免疫缺陷病毒；人乳头瘤病毒；流感病毒；登革病毒 中 图 分 类 号 ：Ｒ１１７ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００６－９０７０（２０１７）０２－０１７３－０４
表观遗传学（Ｅｐｉｇｅｎｅｔｉｃｓ）是一门研究非 ＤＮＡ 序 列改变引起可遗传基因表达变化的遗传学分支学科， 随着分子生物学的 空 前 发 展，已 成 为 后 基 因 组 时 代 不 可或缺的 一 部 分。 基 因 表 达 的 表 观 遗 传 调 控 非 常 复 杂，包括 ＤＮＡ 甲 基 化、组 蛋 白 修 饰、染 色 质 重 塑 和 非 编 码 ＲＮＡ 调 控 等 多 种 机 制。ＤＮＡ 甲 基 化 （ＤＮＡ ｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ）通常指 ＣｐＧ 二核苷酸中胞嘧啶上第５位 碳原子的甲基化，是 最 早 被 发 现、认 可 的 机 制，也 是 目 前最清楚 的 表 观 修 饰 方 式 之 一。 近 年 来，ＤＮＡ 甲 基 化与 多 种 疾 病 的 相 关 性，成 为 肿 瘤、糖 尿 病 及 心 血 管 疾病等生命科学领 域 的 研 究 热 点。 同 时，多 项 研 究 表 明病 毒 感 染 能 够 影 响 宿 主 细 胞 的 ＤＮＡ 甲 基 化 状 态， 导致表观遗传模式变化。病毒在利用宿主系统进行 自身复制的同时，也 通 过 调 节 宿 主 的 表 观 遗 传 学 过 程 引起免疫和炎症等 相 关 反 应，进 而 促 进 疾 病 的 发 生 和 发展。本文 从 慢 性 病 毒 和 急 性 病 毒 感 染 两 个 方 面 着 手，简 要 回 顾 几 种 病 毒 调 控 宿 主 ＤＮＡ 甲 基 化 修 饰 的 研究，旨 在 分 析 甲 基 化 与 疾 病 发 病 机 制 的 相 关 性，为 深 入 研 究 病 毒 感 染 、致 病 机 制 和 治 疗 方 案 提 供 思 路 。
ｅｓ，ＤＮＭＴｓ）完 成，发 生 在 转 录 起 始 位 点 附 近 的 ＣｐＧ 岛中常引起相关基因的转录抑制或沉默。
ＤＮＭＴ 是哺乳动物体内唯一能够催化 Ｓ－腺苷－Ｌ－ 甲硫氨酸（ＳＡＭ）上的甲基基团转移到胞嘧啶上的 酶， 目前 已 发 现 多 个 ＤＮＭＴ 家 族 酶 分 子，在 进 化 中 高 度 保守，其 中 主 要 发 挥 作 用 的 有 ３ 种，分 为 两 个 家 族。 其中：ＤＮＭＴ１ 是 维 持 甲 基 化 酶，作 用 于 细 胞 周 期 Ｓ 期，对半甲基化 ＤＮＡ（ＤＮＡ 双链中只有一条发生甲基 化）具有高亲和力，通 过 与 增 殖 细 胞 核 抗 原 （Ｐｒｏｌｉｆｅｒａ－ ｔｉｎｇ Ｃｅｌｌ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｎｔｉｇｅｎ，ＰＣＮＡ）和 泛 素 样 含 ＰＨＤ 和 环指域１蛋白（Ｕｂｉｑｕｉｔｉｎ－ｌｉｋｅ，ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ＰＨＤ ａｎｄ ＲＩＮＧ ｆｉｎｇｅｒ ｄｏｍａｉｎｓ １，ＵＨＲＦ１）的 相 互 作 用 靶 向 复 制叉，将 新 合 成 的 子 链 甲 基 化，确 保 染 色 体 复 制 过 程 中甲基化模 式 的 传 递［２］；ＤＮＭＴ３ 家 族 包 括 两 个 从 头 甲基化 酶 （ＤＮＭＴ３ａ 和 ＤＮＭＴ３ｂ）和 一 个 调 节 因 子 （ＤＮＭＴ３Ｌ）。ＤＮＭＴ３ａ 和 ＤＮＭＴ３ｂ 参 与 胚 胎 发 育 过程 中 ＤＮＡ 甲 基 化 模 式 的 建 立，优 先 作 用 于 完 全 未 甲基化的 ＤＮＡ 链，通常在早期胚胎细胞 中高度表达， 在 成 体 细 胞 中 下 调 ，特 别 会 在 一 些 肿 瘤 细 胞 中 出 现 过 度 表达［３］。ＤＮＭＴ３Ｌ 与 另 外 两 个 ＤＮＭＴ３ 成 员 结 构 相 似，但缺少酶活性位点，不具备甲基化能力，可以与 ＤＮ－ ＭＴ３ａ和 ＤＮＭＴ３ｂ 结 合 促 进 后 两 者 的 催 化 活 性［４］。 ＤＮＡ 甲基化 模 式 的 形 成 是 ＤＮＭＴ１、ＤＮＭＴ３ａ和 ＤＮ－ ＭＴ３ｂ这 ３ 种 有 活 性 的 甲 基 转 移 酶 共 同 作 用 的 结 果 ，任 何一种酶的缺失都会造成甲基化状态的紊乱。
１ ＤＮＡ 甲基化 ＤＮＡ 甲基化是哺乳 动 物 最 常 见 的 表 观 遗 传 标 志
之一，基因组 中 约 ７０％ ～８０％ 的 ＣｐＧ 二 核 苷 酸 为 甲 基化状态，通常零散地分布在 ＤＮＡ 上，其余非 甲 基 化 的 ＣｐＧ 往 往 成 簇 聚 集 在 一 起 组 成 ＣｐＧ 岛 （ＣｐＧ ｉｓｌａｎｄｓ），主要分 布 于 基 因 的 启 动 子 区［１］。ＤＮＡ 甲 基 化主要 由 ＤＮＡ 甲 基 转 移 酶 （ＤＮＡ ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓ－
摘要： 基因表达的表观遗传学调控，在多种疾病的起始和发展中起到重 要 作 用，ＤＮＡ 甲 基 化 是 表 观 修 饰 方 式 之 一 。 病 毒感染能够调节宿主细胞的表观遗传模式，这种可遗传变化有利于病毒的复制，进而促进 疾 病 的 发 展。 本 文 简 要 综 述 了 几 种 病毒感染对宿主细胞 ＤＮＡ 甲基化修饰的影响，以及相关联的致病机制，旨在为疾病的预防和治疗提供新的思路。
3dna甲基化与急性病毒感染31dna甲基化与流感病毒感染流行性感冒病毒influenzavirusiv是引起呼吸道感染的一类重要病原体具有传播速度快传染性强的特点其中最常见的是甲型流感病毒由于抗原变异性较高已产生多种新的抗原型病毒大大减弱了已有流感疫苗的保护效果
江 苏 预 防 医 学 ２０１７ 年 ３ 月 第 ２８ 卷 第 ２ 期 Ｊｉａｎｇｓｕ Ｊ Ｐｒｅｖ Ｍｅｄ，Ｍａｒｃｈ，２０１７，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．２
ＤＮＡ 甲基化机制中 的 另 一 个 重 要 组 分 是 甲 基 化 ＣｐＧ 结合蛋白（ｍｅｔｈｙｌ－ＣｐＧ－ｂｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎｓ，ＭＢＰｓ），通
ＤＯＩ：１０．１３６６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－９０７０．２０１７．０２．１６ 基金项目：国家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 （８６３ 计 划，２０１５ＡＡ０２０３１４）；国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （８１３７３２３２，３１２７０９８５）；江 苏 省 自 然 科 学 基 金 项 目
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病毒感染与 ＤＮＡ 甲基化
·综 述·
李 岩１ ，刘 天１ ，李 娜１ ，周 金 意２ ，崇 军３ ，曹 荣 月１ ，朱 政２ １．中 国 药 科 大 学 ，南 京 ２１０００９；２．江 苏 省 疾 病 预 防 控 制 中 心 ；３．上 海 复 星 长 征 医 学 科 学 有 限 公 司
２ ＤＮＡ 甲基化与慢性病毒感染 许多病毒可在宿主 体 内 引 起 急 性 感 染，产 生 典 型
的临床症状，部分病 毒 如 副 流 感 病 毒 在 机 体 免 疫 系 统 激活后会被迅速清 除，而 部 分 病 毒 如 高 致 病 性 禽 流 感 Ｈ５Ｎ１亚型感染人 后，起 病 急、进 展 快，短 时 间 内 甚 至 致人死亡。作为必须 依 赖 宿 主 生 存 的 微 生 物，病 毒 在 入侵后能够劫持宿 主 细 胞 的 代 谢 系 统，促 进 自 身 生 命 周期 的 完 成，并 逃 避 机 体 免 疫 应 答，控 制 宿 主 的 表 观 遗传 修 饰 系 统 调 节 基 因 表 达，改 变 细 胞 表 型，有 利 于 自身复制。目 前，关 于 ＤＮＡ 甲 基 化 在 病 毒 感 染 性 疾 病中的作用和机制 已 经 有 诸 多 报 道，多 数 集 中 于 潜 伏 期较 长、发 病 较 缓 慢 的 慢 性 病 毒 感 染，比 较 常 见 的 包 括 乙 型 肝 炎 病 毒 （Ｈｅｐａｔｉｔｉｓ Ｂ Ｖｉｒｕｓ，ＨＢＶ）、人 免 疫 缺 陷病 毒 （Ｈｕｍａｎ Ｉｍｍｕｎｏｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｒｕｓ，ＨＩＶ）和 人 乳 头 瘤 病 毒 （Ｈｕｍａｎ ｐａｐｉｌｌｏｍａｖｉｒｕｓ，ＨＰＶ）等 。 ２．１ ＤＮＡ 甲基 化 与 ＨＢＶ 感 染 ＨＢＶ 是 引 起 病 毒 性肝炎的主要病原 体 之 一，长 期 慢 性 感 染 是 导 致 肝 癌 的重要原因。研究发现 ＨＢＶ 的存在与宿主基因组 的 ＤＮＡ 甲 基 化 异 常 相 关 。 ［６－８］ ＨＢＶ 编 码 的 ｘ 蛋 白 （ＨＢｘ）是一种多效 蛋 白，不 仅 能 通 过 与 转 录 因 子 的 相 互作用直接调控基 因 转 录，还 参 与 多 种 致 癌 信 号 转 导 途径的激活，被 认 为 在 ＨＢＶ 慢 性 感 染 向 肝 癌 转 变 的 过程中发挥重要作 用，也 是 导 致 宿 主 基 因 组 表 观 遗 传 改变 的 关 键 因 素 。 ［９］ ＨＢｘ 通 过 转 录 反 式 激 活 ＤＮ－ ＭＴ１和 ＤＮＭＴ３ａ的表 达，并 指 导 它 们 与 特 定 靶 基 因 的结合，导 致 相 关 ＣｐＧ 岛 甲 基 化，引 起 重 要 基 因 如 抑 癌基 因 ｐ１６ＩＮＫ４Ａ 和 Ｅ－钙 粘 蛋 白 的 下 调［６］，可 直 接 导 致 细胞癌变。与正常细 胞 相 比，癌 细 胞 基 因 组 除 了 表 现 出局 部 高 甲 基 化，还 存 在 全 面 低 甲 基 化，主 要 是 占 人 类基因 组 ２０％ ～３０％ 的 ＤＮＡ 重 复 序 列 呈 现 低 甲 基 化，这和 ＨＢｘ对 ＤＮＡ 重复序列的从头甲基化酶 ＤＮ－ ＭＴ３ｂ的下调 有 关 。 ［７］ 此 外，ＨＢＶ 还 可 以 利 用 ＤＮＡ 甲基化修 饰 激 活 多 种 原 癌 基 因 表 达。 分 泌 型 卷 曲 相 关 蛋 白 （Ｓｅｃｒｅｔｅｄ ｆｒｉｚｚｌｅｄ－ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎｓ，ＳＦＲＰ）是 Ｗｎｔ信号通路拮抗剂，其表达缺失会引起 Ｗｎｔ信号转 导途径的持续活化，使细胞增殖失控。ＨＢｘ 通过促进 ＤＮＭＴ１和 ＤＮＭＴ３ａ 与 ＳＦＲＰ１ 和 ＳＦＲＰ５ 启 动 子 区 结合，引 起 ＣｐＧ 位 点 的 超 甲 基 化，导 致 其 表 观 遗 传 沉 默，从 而 激 活 Ｗｎｔ信 号 通 路，启 动 下 游 原 癌 基 因 ｃ－
ｍｙｃ和 Ｃｙｃｌｉｎ Ｄ１的转录，从而介导肝癌发生 。 ［８］ ＤＮＡ 甲 基 化 被 认 为 是 机 体 对 沉 默 入 侵 的 外 源
ＤＮＡ 和病毒基因组的常见细胞防御机 制 之 一。ＨＢＶ 的双链 ＤＮＡ 在病毒基因的启动子区和增强子区 含 有 ３个 主 要 的 ＣｐＧ 岛［１０］，其 甲 基 化 状 态 的 变 化 会 引 起 ＨＢＶ 表面抗 原 的 表 达 水 平 改 变，高 甲 基 化 使 表 面 抗 原基因的复 制 和 转 录 受 到 抑 制，导 致 隐 性 感 染。ＣｐＧ 岛ＩＩ的甲基化可以显著降低 ＨＢＶ ＤＮＡ 的复制，而部 分 ＨＢＶ 患者的乙型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）检测结果 为阴性，原因可能是 ＣｐＧ 岛ＩＩＩ发 生 甲 基 化 使 其 在 血 清中的滴度 降 低 。 ［１１］ 这 种 隐 性 感 染 不 仅 会 造 成 病 毒 的进一步 传 播，且 药 物 很 难 接 触 到 病 毒 的 隐 藏 储 备 库，无 法 将 其 彻 底 清 除，从 而 导 致 长 期 感 染，危 害 极 大。综上所述，ＤＮＡ 甲基化在 ＨＢＶ 的 感 染 及 诱 导 肝 癌发生发展中均产生重要作用。 ２．２ ＤＮＡ 甲基化与 ＨＩＶ 感染 ＨＩＶ 通 过 攻 击 人 体 免疫系统，破坏 ＣＤ４＋ Ｔ 细胞，使机体丧失部分甚至 全 部的细胞免疫功能，最 终 导 致 获 得 性 免 疫 缺 陷 综 合 征 （Ａｃｑｕｉｒｅｄ Ｉｍｍｕｎｅ Ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｓｙｎｄｒｏｍｅ，ＡＩＤＳ）。 ＨＩＶ 的病毒蛋白可以影响 ＤＮＭＴｓ的启动子活性，改 变宿主 ＤＮＡ 甲 基 化 模 式，并 且 这 种 变 化 与 ＡＩＤＳ 的 进程紧密相 关［１２］。Ｐｉｏｎ 等 研 ［１３］ 究 显 示，ＨＩＶ 能 够 直 接感 染 宿 主 的 调 节 性 Ｔ 细 胞 （Ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ Ｔ ｃｅｌｌｓ， Ｔｒｅｇｓ），通 过 激 活 ＤＮＭＴ３ｂ 的 转 录，诱 导 转 录 因 子 Ｆｏｘｐ３启动子区 ＣｐＧ 位点的高度甲基化，下调 Ｆｏｘｐ３ 表达，进而 破 坏 Ｔｒｅｇｓ的 免 疫 抑 制 功 能，同 时 导 致 细 胞因子分泌模式的改变。Ｔｒｅｇｓ免 疫调节能力 的 丧失 可能是 ＣＤ４＋ Ｔ 细 胞 衰 竭，并 进 一 步 发 展 为 ＡＩＤＳ 的 原因之一。ＡＩＤＳ 患 者 通 常 患 有 多 种 疾 病，非 霍 奇 金 淋巴瘤是其中较为 常 见 的 一 种 癌 症，其 发 生 率 高 于 正 常人 群，不 仅 由 于 患 者 的 免 疫 系 统 受 到 破 坏，另 一 方 面，ＨＩＶ 还能够通过 ＤＮＡ 甲 基 化 机 制 诱 导 细 胞 的 恶 性转化。ＨＩＶ 的 Ｔａｔ蛋 白 作 为 一 种 反 式 激 活 作 用 因 子，可以从感 染 细 胞 中 释 放 并 在 Ｂ 细 胞 中 异 位 表 达， 通过下调特定的微小 ＲＮＡ 如 ｍｉＲ－２９家族成员，激活 ＤＮＭＴ１、ＤＮＭＴ３ａ 和 ＤＮＭＴ３ｂ，引 起 下 游 靶 基 因 ｐ１６ＩＮＫ４Ａ和 ＴＰ５３的异常高甲基化，参 与 Ｂ 细 胞 淋 巴 瘤 的 发 生 。 ［１４］
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江 苏 预 防 医 学 ２０１７ 年 ３ 月ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第 ２８ 卷 第 ２ 期 Ｊｉａｎｇｓｕ Ｊ Ｐｒｅｖ Ｍｅｄ，Ｍａｒｃｈ，２０１７，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．２
过识别并结合甲基化 ＣｐＧ 形成阻遏复合物，阻止转录 因子与特定的 ＤＮＡ 序列结合，参与转录抑制。ＭＢＰ成 员包 括 ＭｅＣＰ２、ＭＢＤ１、ＭＢＤ２、ＭＢＤ３、ＭＢＤ４ 和 Ｋａｉｓｏ， 除 ＭＢＤ３外的其他蛋白质 都 具 有 与 甲 基 化 ＤＮＡ 结 合 的 能 力［５］。 这 些 甲 基 结 合 蛋 白 负 责 翻 译 甲 基 化 信 息 ，建 立起 ＤＮＡ 甲基化与基因抑制之间的联系。