Interferon-abhängige Expression von APOBEC3 Genen in Hepatozyten und Inhibition der HBV-Replikation: Antivirale Aktivitäten von Cytidin Deaminase Editing Enzymen in der Leber

Fragestellung: APOBEC–1, die katalytische Untereinheit des Apolipoprotein B mRNA Editing Enzym-Komplexes, ist der Prototyp der Cytidin Deaminase Genfamilie: Activation-Induced Cytidine Deaminase (AID) -am engsten mit APOBEC–1 verwandt- induziert Class-Switch-Rekombination und somatische Hypermutationen am Immunglobulin-Schwerketten-Genlokus (1). APOBEC3G, das in einem Cluster von sieben hoch homologen Genen (APOBEC3A-G) auf Chromosom 22 kodiert ist (2), vermittelt eine natürliche Resistenz in T-Lymphozyten gegen Retroviren durch Cytidin Deaminierungen des (-) Stranges der retroviralen cDNA (3,4). HIV kann nur deshalb in T-Lymphozyten replizieren, da das im HIV-Genom kodierte Vif-Protein (viral infectivity factor) sehr spezifisch APOBEC3G bindet und und seine Degradation induziert (5,6). Da auch HBV über eine Reverse Transkription repliziert, haben wir untersucht, ob (i) APOBEC3-Gene in Leberzellen exprimiert werden, und (ii) ob eine Überexpression von APOBEC3-Gene die HBV-Replikation in vitro hemmt. Methode: Die mRNA von APOBEC3A, APOBEC3B, APOBEC3C, APOBEC3F und APOBEC3G wurden durch semi-quantitative RT-PCR gemessen. Replikationskompetente HBV-Expressionsplasmiden (pCMV-HBV, pHBV-wt) wurden in HuH–7 Zellen mit APOBEC3B, APOBEC3C, APOBEC3F oder APOBEC3G co-exprimiert und die core-assoziierten HBV-DNA Replicative-Intermediates mit einem Kaninchen-Anti-HBc Antikörper immunpräzipitiert und mit Southern-Blots gemessen. Ergebnisse: In normaler menschlicher Leber und in primären Hepatozyten sind die mRNAs von APOBEC3A, APOBEC3B, APOBEC3C, APOBEC3F oder APOBEC3G nicht detektierbar. In HuH–7 Zellen und HepG2-Zellen, in HCCs und in mit a-Interferon stimulierten primären Hepatozyten sind die mRNAs von APOBEC3B, APOBE3G und APOBEC3F sowie APOBEC3G hochreguliert. Co-Expression von APOBEC3G und APOBEC3B, nicht aber APOBEC3C und APOBEC3F in HuH–7 Zellen hemmt die Bildung von core-assoziierten HBV-DNA Replicative Intermediates . Schlussfolgerung: (i) Die Expression von APOBEC3 Genen in Leberzellen ist Interferon-stimulierbar (7). (ii) Überexpression von APOBEC3G hemmt die HBV-Replikation (7,8). APOBEC3 Cytidine Deaminasen sind offensichtlich natürliche Schutzmechanismen gegen virale Nukleinsäuren (7,8).

Key words

APOBEC3 Gene - Editing Enzyme - HBV-Replikation - Interferon - Leber

References

1.) Muramatsu et al. 2000 Cell 102: 553-563 2.) Jarmuz et al. 2002 Genomics 79: 285-296 3.) Zhang et al. 2003 Nature 424: 94-98 4.) Mangeat et al. 2003 Nature 424: 99-103 5.) Yu et al. 2003 Science 302: 1056-60 6.) Marin et al. 2003 Nature Med. 9: 1398-1403 7.) Greeve et al. 2004 submitted 8.) Turelli et al. 2004 Science 303: 1829