Mov10蛋白生物學(xué)功能研究進(jìn)展

劉敏慧 等

[摘要] Mov10 蛋白屬于RNA 解旋酶超家族-1，是 RNA-誘導(dǎo)沉默復(fù)合體的組成成分之一。Mov10 蛋白在介導(dǎo)miRNA/siRNA基因沉默中有積極的作用，其確切機(jī)制尚不清楚。研究證實，Mov10 蛋白具有廣泛和有效的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒活性，能在多階段抑制HIV-1復(fù)制，包括病毒產(chǎn)生、Gag 蛋白水解程序、逆轉(zhuǎn)錄過程；同時也可降低其他逆轉(zhuǎn)錄病毒如猿類免疫缺陷病毒、鼠白血病病毒和馬傳染性貧血病毒的感染性。新近研究發(fā)現(xiàn)Mov10在腫瘤中表達(dá)升高，推測其與hTERT和端粒相關(guān)，參與腫瘤的形成和腫瘤細(xì)胞的分化。

[關(guān)鍵詞] Mov10蛋白；RNA解旋酶；生物學(xué)功能；RNA干擾

[中圖分類號] R34 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-9701（2015）23-0157-04

Research progress of biological function on Mov10 protein

LIU Minhui1 SHENG Yunjian2 FU Yuejuan1 CHEN Haijun1 REN Hong3 TANG Hui3

1.Department of Infectious Diseases， Jinhua Municipal Central Hospital， Jinhua 321000，China； 2.Department of Infectious Diseases， the Affiliated Hospital of Luzhou Medical College， Luzhou 646000，China； 3.Institute of Viral Hepatitis， Chongqing Medical University， Chongqing 400010， China

[Abstract] Mov10 protein is a member of RNA helicase-1 superfamily， and it is also one of the components of the RNA-induced silencing complex. Mov10 plays an important role in miRNA/siRNA-induced gene silencing， but the exact mechanism remains unknown. Studies have show that Mov10 protein widely and potently inhibits HIV-1 replication at multiple stages， including virus production， proteolytic processing of Gag， and reverse transcription. Meanwhile， Mov10 can reduce the infectivity of other retrovirus such as simian immunodeficiency virus， murine leukemia virus and equine infectious anemia virus. Recent research described that Mov10 overexpressed in tumors and speculated to involve carcinogenesis and differentiation relating to hTERT and telomere.

[Key words] Mov10 protein； RNA helicase； Biological function； RNA interference

莫羅尼白血病病毒10（Moloney leukemia virus 10，Mov10）蛋白是新發(fā)現(xiàn)的一種具有廣譜抗逆轉(zhuǎn)錄病毒潛能的因子。Mov10蛋白屬于RNA解旋酶超家族-1（SF-1）[1，2]，是RNA-誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（RISC）的組成成分[3，4]。近年Mov10相關(guān)研究主要集中于其在RNA干擾（RNAi）過程中的功能及其對HIV-1等逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制的抑制及其機(jī)制[5-7]；此外，MOV10尚能降低其他逆轉(zhuǎn)錄病毒，如猿類免疫缺陷病病毒、鼠白血病病毒、馬傳染性貧血病毒等的感染性[7-9]。本文就Mov10蛋白生物學(xué)功能的新進(jìn)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 Mov10蛋白的發(fā)現(xiàn)

MOV10基因首先發(fā)現(xiàn)于Mov10小鼠品系，Mov鼠系是通過用鼠莫羅尼白血病病毒（Moloney murine leukemia virus，M-MuLV）感染早期胚胎而獲得，根據(jù)單拷貝前病毒發(fā)生整合的不同染色體位點，分為9個種系，將其命名為Mov5～Mov13。其中只有Mov10鼠系未發(fā)生病毒血癥，這表明其體內(nèi)前病毒無活性[10]。后來發(fā)現(xiàn)，前病毒已整合至一個進(jìn)化保守基因位點，后將其命名為Mov10基因。隨后Meister G等[11]在研究RISC時純化含Ago的復(fù)合物，首次分離出大小為130 KDa的新蛋白，經(jīng)測序分析將其將鑒定為Mov10蛋白，此研究提出Mov10與人Ago1和Ago2相關(guān)，共同結(jié)合于RISC。

2 MOV10基因與蛋白結(jié)構(gòu)和組織分布

解旋酶一般含7個保守序列（Ⅰ，Ia，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ和Ⅵ），分為SF-1、SF-2和SF-3三個超家族，另外還有F4和F5兩個小家族[12，13]。人類MOV10基因位于1號染色體1p13.2，編碼含1003個氨基酸的Mov10蛋白。Mov10蛋白含7個解旋酶基序，具有DEAG指紋結(jié)構(gòu)，因此被歸為SF-1[14]。近期研究報道，Mov10類似于Upf1解旋酶組，能在多個步驟抑制HIV-1復(fù)制[7]；最新研究進(jìn)一步顯示，Mov10與Upf1緊密結(jié)合于mRNA3端UTRS上游區(qū)域，使mRNA局部形成二級結(jié)構(gòu)，介導(dǎo)無意義mRNA降解[15]。不同物種間Mov10蛋白序列具有較好的保守性，人與恒河猴、小鼠間Mov10蛋白的相似度分別達(dá)99%和91%。Mov10蛋白在進(jìn)化過程中的高度保守性表明其在生物個體發(fā)育中起重要作用[5]。

既往研究表明，非應(yīng)激狀態(tài)下細(xì)胞Mov10蛋白表達(dá)于胞漿p-bodies[11，16-18]，在應(yīng)激細(xì)胞則分布于胞漿stress granules[19]。而另有研究發(fā)現(xiàn)Mov10蛋白主要表達(dá)于細(xì)胞核并與染色質(zhì)相關(guān)[20]。Banerjee等[21]發(fā)現(xiàn)Mov10蛋白也可存在于神經(jīng)元突觸中。Mov10蛋白在不同細(xì)胞類型中有不同程度表達(dá)，包括胚胎干細(xì)胞；在睪丸和胸腺等器官發(fā)育的不同階段中Mov10可呈高表達(dá)；Mov10 mRNA在人睪丸和卵巢中高表達(dá)，在胎盤和肝臟組織也有一定程度表達(dá)[22]。研究指出Mov10蛋白可能參與個體發(fā)育和細(xì)胞增殖。Nakano等[22]從豬睪丸中分離純化端粒酶相關(guān)蛋白時發(fā)現(xiàn)一種大小約115 kD的蛋白，后鑒定為Mov10蛋白。

3 Mov10蛋白的生物活性

3.1 Mov10蛋白在RNA干擾中的作用

起初，研究者們對Mov10的功能知之甚少，直到研究發(fā)現(xiàn)其在擬南芥中的同源物SDE3[23]和果蠅中的Armitage[24]在RNAi途徑中發(fā)揮重要的作用，Mov10在人類RNAi過程中的研究才日漸突出。

RNAi是指由雙鏈RNA誘發(fā)的基因沉默現(xiàn)象，其機(jī)制是通過阻止基因轉(zhuǎn)錄或翻譯抑制基因表達(dá)；與內(nèi)源性mRNA編碼區(qū)同源的雙鏈RNA使mRNA發(fā)生降解，從而導(dǎo)致基因表達(dá)沉默[25]。RNAi誘導(dǎo)的基因沉默機(jī)制有兩種：①小干擾RNA（small interfering RNAs，siRNAs）與目的mRNA完全或者幾乎完全匹配，引導(dǎo)mRNA序列特異性降解。②microRNA（miRNA）與目的mRNA不完全匹配，與mRNA的3非譯區(qū)（UTR）相互作用從而抑制翻譯。P-bodies，即細(xì)胞質(zhì)處理小體，是真核細(xì)胞胞質(zhì)中明顯的點狀物，包含了mRNA更新所需的多種酶類。目前普遍認(rèn)為P-bodies在普通mRNA降解，富含AU元件介導(dǎo)的mRNA降解及miRNA介導(dǎo)的mRNA沉默中有著重要作用[26]。miRNA誘導(dǎo)基因沉默過程中，將RISC募集并使之捕獲靶mRNA，然后引導(dǎo)其細(xì)胞質(zhì)中的P-bodies，由此使mRNA逃逸翻譯[27]。

近年來，Mov10蛋白作為P-bodies附加組份在人類RNA干擾途徑中的作用備受關(guān)注。Mov10不僅與Ago2相互作用[11]，而且與RISC中另兩個重要組成成分TAR RNA-結(jié)合蛋白（TRBP）和eIF6相關(guān)[28]。細(xì)胞中Mov10蛋白的表達(dá)缺失會嚴(yán)重影響RNA干擾途徑的活性。另外，Mov10與Ago1和Ago2共定位于mRNA P-bodies和應(yīng)激顆粒[11]。Mov10也與APOBEC3G（A3G）和 APOBEC3F（A3F）相互作用[29，30]。雖然，準(zhǔn)確機(jī)制尚不清楚，但Mov10在RNAi途徑中的重要作用無可否認(rèn)。

3.2 Mov10抗逆轉(zhuǎn)錄病毒活性

近來，研究者發(fā)現(xiàn)Mov10蛋白過表達(dá)時可廣泛地抑制逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制，包括HIV-1、猿類免疫缺陷病病毒、鼠白血病病毒、馬傳染性貧血病毒等。同時，Mov10蛋白在人、恒河猴和小鼠3個物種均具有廣譜抗逆轉(zhuǎn)錄病毒活性[5]。目前，Mov10蛋白在抑制HIV-1逆轉(zhuǎn)錄機(jī)制方面的研究較多。

研究表明，過表達(dá)Mov10蛋白通過阻斷Gag蛋白水解，降低Gag蛋白穩(wěn)定性[7]，在病毒復(fù)制多個過程抑制HIV-1產(chǎn)生。Furtak等[1]發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)Mov10蛋白能在HIV-1病毒逆轉(zhuǎn)錄前或轉(zhuǎn)錄起始狀態(tài)時抑制其復(fù)制。而另有研究者認(rèn)為，Mov10蛋白并不阻斷病毒進(jìn)入細(xì)胞，也不影響感染細(xì)胞內(nèi)病毒RNA的表達(dá)，但可有效抑制病毒后期逆轉(zhuǎn)錄過程[5]。Burdick等[7]證實過表達(dá)Mov10蛋白在HIV-1病毒逆轉(zhuǎn)錄早期無明顯抑制作用，同時證實Mov10蛋白不影響HIV-1 DNA的整合及病毒變異率。

過表達(dá)Mov10蛋白也可降低HIV-1病毒感染性[5]。Mov10蛋白通過RNA依賴方式與Gag核殼體蛋白區(qū)相互作用，進(jìn)入HIV-1病毒顆粒，在靶細(xì)胞內(nèi)直接或間接阻斷病毒逆轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致病毒感染性降低20～100倍[7]。過表達(dá)Mov10蛋白導(dǎo)致細(xì)胞靜止期Gag蛋白降低，病毒產(chǎn)生隨之減少。另外，Mov10蛋白可引起靶細(xì)胞中病毒負(fù)鏈DNA合成減少，可能也在一定程度上降低了病毒感染性[8]。

3.3 Mov10的其他生物學(xué)功能

上文所述Nakano M等[22]的研究結(jié)果顯示，Mov10為端粒酶相關(guān)蛋白，癌細(xì)胞Mov10 mRNA及蛋白表達(dá)水平均高于正常細(xì)胞2～3倍。該研究推測，Mov10蛋白與端粒富-GDNA序列結(jié)合，其N-端與hTERT形成復(fù)合物，參與端粒酶催化的端粒延長過程。另外，亦有研究指出，Mov10在不同組織器官的表達(dá)水平與端粒酶活性呈高度一致性[31]。Mov10與黑色素瘤也有相關(guān)研究，實驗表明，抑制Mov10表達(dá)可增加脂肪酸合成酶（FASN）和硬脂酰輔酶A脫氫酶（SCD）的表達(dá)水平，促進(jìn)Wnt5a的脂質(zhì)修飾與分泌；因此，作者推斷，Mov10通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)合成影響Wnt5a分泌，進(jìn)而影響黑色素瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[32]。

筆者等研究發(fā)現(xiàn)，Mov10蛋白在肝癌中表達(dá)明顯升高，而外源性Mov10蛋白表達(dá)能提高肝癌細(xì)胞的增殖能力和侵襲能力[33]。Mov10蛋白作為宿主因子為丁型肝炎病毒（HDV）復(fù)制所需，研究證實在宿主細(xì)胞中通過siRNA敲除Mov10基因，可明顯抑制HDV復(fù)制，但不影響HDAg mRNA的翻譯水平，表明其在RNA介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄發(fā)揮作用[34]。另外，有研究報道Mov10蛋白對丙型肝炎病毒（HCV）和水皰性口炎病毒（VSV）的復(fù)制也有抑制作用[35，36]，研究者利用基因芯片等技術(shù)發(fā)現(xiàn)，MOV10為干擾素刺激基因（ISG）之一，推測其通過增加INF-α表達(dá)水平實現(xiàn)抑制病毒復(fù)制。近期研究者在中國漢族人群中發(fā)現(xiàn)，Mov10基因單核苷酸多態(tài)性（SNP）rs2932538位點與高血壓易患性相關(guān)。此研究根據(jù)Mov10能抑制抑癌基因INK4α的表達(dá)[20]，影響INK4α（p16）途徑對血管平滑肌的增殖的抑制[37]，推測Mov10通過調(diào)節(jié)血管平滑肌影響血壓[38]。

4 結(jié)語

綜上所述，雖然Mov10蛋白的生物學(xué)功能尚未完全明確，但其在RNA干擾路徑中的重要作用及廣譜抗逆轉(zhuǎn)錄病毒活性的功能不可否認(rèn)。近年來，Mov10蛋白在基因沉默及抗逆轉(zhuǎn)錄病毒作用的相關(guān)研究繼續(xù)深入，而在腫瘤、高血壓等疾病方面的研究也初露端倪。因此，對Mov10蛋白生物學(xué)功能更深入的了解將為開發(fā)更有效的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒感染治療方法提供新策略，也為研究者認(rèn)識Mov10蛋白對其他疾病的影響提供了新觀點。

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（收稿日期：2015-05-22）