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分子病毒学实验室

简介 马广勇课题组

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实验室简介

课题组主要利用传统分子、细胞生物学手段,结合高通量测序、多组学分析等方法,研究人逆转录病毒(HTLV-1和HIV-1)感染和致病的分子机制,并进行靶点探索和药物研发。近年来,课题组也积极参与新发病毒传染病的研究,以转基因动物为切入点,试图分析新发病毒的基因功能。

欢迎对病毒、肿瘤感兴趣的硕士生、博士生以及博士后加入我们,建议先看一下主页的“研究”部分,是否与自己的喜好契合。

实验室位于中国药科大学江宁校区新实验楼二期432,欢迎前来参观。

联系方式:gma at cpu.edu.cn

1-过去的主要研究

(1)成功鉴定了在HTLV-1致癌过程中发挥促癌功能的信号通路(非经典Wnt信号通路)和靶基因(Wnt5a),为后续靶向治疗(HBZ或Wnt5a)提供了新的途径(Oncogene, 2013)。

(2)成功解明了HTLV-1特异性感染外周T细胞而不是胸腺T细胞的组织嗜亲性的分子机制,鉴定了两个T细胞特异性的HTLV-1抑制因子,为开发抗HTLV-1感染药物提供了理论基础(PNAS, 2015)。

(3)同药企合作开发了抗病毒药物PPS,在细胞和动物水平解明了其作用机制,并进行了小规模的前临床试验,为其最终的临床使用打下坚实基础(Journal of Virology, 2019)。

(4)采用最前沿的单分子RNA荧光杂交技术(smRNA-FISH),在国际上首次发现人类逆转录病毒包括HTLV-1和HIV-1均编码定位于细胞核的反义链mRNA,且证实该mRNA具备促进逆转录病毒长期感染的能力,可作为逆转录病毒彻底清除的潜在靶点(PNAS, 2021)。

2-正在进行的研究

(1)HTLV-1癌基因HBZ通过调控细胞microRNA促进白血病细胞生长的现象和机制研究。

microRNA的研究虽然热度已过,但在HTLV-1感染及ATL发生中的研究相对较少。本课题筛选了HBZ调控的microRNA,以miR-NNN为对象,寻找并确定了其靶基因。目前正在进行miR靶基因的功能研究。

(2)HTLV-1癌基因HBZ RNA的剪切调控机制。

本领域一般认为HBZ有2个剪切产物,sHBZ和usHBZ。本课题通过高通量意外发现HBZ存在其他剪切产物,目前正在分析这些产物存在的生理意义、以及HBZ可变剪切的分子机制。

(3)利用DMS-MapSeq对病毒RNA进行结构预测。

DMS-MapSeq是近年来新开发的RNA结构预测工具,已在HIV-1中有过成功应用(Nature, 2020 Jun;582(7812):438-442)。本课题试图采用此方法进行HTLV-1的相关研究。目前已初步对DMS-MapSeq方法进行了优化改良。

(4)HTLV-1癌基因HBZ RNA的多聚腺苷酸化调控机制。

本课题组此前发现(PNAS 2021)HBZ RNA polyA效率较低,主要原因在于其启动子无法有效募集下游pA因子。作为延续性研究,本课题组提出启动子强弱决定pA效率的假说,并采用诱导表达系统进行了初步的验证。目前正在寻找合适的高通量测序方法以一次性获得大量pA尾长度的信息。

(5)HTLV-1癌基因HBZ靶基因探索。

HBZ作为在HTLV-1感染细胞及ATL细胞中一直存在的基因,必然与感染细胞的存活密切相关。本课题组试图通过对比HBZ过表达和敲低两种情形下的细胞转录组变化,搜寻可能的HBZ靶基因进行深入研究。

(6)由AZT/IFN疗法的有效性入手,探索新的ATL靶向手段。

ATL缺乏有效的治疗手段,AZT/IFN作为抗病毒疗法却对相当一部分ATL患者有效。本课题试图通过多组学手段探索AZT/IFN疗法有效背后的分子机制,希望能够鉴定以往未能发现的全新ATL靶点,为ATL治疗提供新的思路。

(7)HIV和HTLV的比较性研究。

二者基因组结构相似,均感染CD4 T细胞,但对细胞的影响截然不同。本课题着眼于二者的转录激活蛋白Tat和Tax,通过对其功能的对比,尝试为两种病毒不同致病机制提供一些可能的解释。

(8)TCF家族蛋白对HTLV-1基础转录活性的影响。

延续此前发现(PNAS 2015),本课题组进一步发现TCF1 LEF1具有不依赖于Tax的抗HTLV-1活性,目前正在对其机制和生理意义进行深度解析。

(9)HTLV-1在压力条件下的转录调控。

在无葡萄糖等压力条件下HTLV-1的基因转录此前已有少数报道,本课题聚焦于病毒RNA特别是HBZ的亚细胞定位,通过RNA-FISH确定在压力条件下HBZ是否存在由RNA至蛋白的功能转变。

3-计划中的研究

(1)利用转基因斑马鱼进行病毒基因功能的研究。

斑马鱼虽然不如小鼠与人亲缘关系近,但某些疾病确实存在成功的斑马鱼模型。病毒感染依赖于受体的存在,所以斑马鱼往往无法直接感染人类病毒。本课题组故而希望通过转基因的方式来研究病毒基因的功能,这样也避免了病毒感染操作等潜在的风险。

(2)ATL靶向药物研发。

课题组前期发现ATL中有几个上调基因有可能作为原癌基因发挥功能,故希望进行靶向药物的设计和筛选,看能否获得对ATL有效的小分子化合物。

(3)HTLV-1转基因鼠的构建。

Tax和HBZ单转基因鼠均可产生疾病表型,然而无法重现ATL。本研究试图基于合理猜测构建可调控双转基因鼠,以验证ATL发生是否需要Tax和HBZ的协作。

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