自然通讯:人乳头瘤病毒不是宫颈癌的唯一元凶？沙眼衣原体也是帮凶

来源：生物世界2022-03-02 17:58

宫颈黏膜是抵御病原体入侵女性上生殖道的保护屏障，经常受到入侵病原体和生态失衡的挑战。宫颈癌是常见的妇科恶性肿瘤，是继乳腺癌之后威胁女性健康的第二大“癌症杀手”。我国每年新发宫颈癌病例约13.2万例，约占全球宫颈癌新发病例总数的一半，死于宫颈癌的患者多达5.3万人。宫颈癌严重威胁着中国妇女的健康。众所周知，人乳头瘤病毒是推广宫。

宫颈黏膜是抵御病原体入侵女性上生殖道的保护屏障，经常受到入侵病原体和生态失衡的挑战。宫颈癌是常见的妇科恶性肿瘤，也是仅次于宫颈癌的威胁女性健康的第二大“癌症杀手”。我国每年新发宫颈癌病例约13.2万例，约占全球宫颈癌新发病例总数的一半，死于宫颈癌的患者多达5.3万人。宫颈癌严重威胁着中国妇女的健康。

众所周知，人乳头瘤病毒是促进宫颈癌发生发展的重要病原体。然而，研究表明，超过80%的女性在一生中会感染人乳头瘤病毒病毒，但只有不到2%的女性会患上宫颈癌。除了人乳头瘤病毒，沙眼衣原体也是宫颈感染的常见病原体。在浸润性宫颈癌和卵巢癌患者中，沙眼衣原体合并人乳头瘤病毒感染的发生率增加。一些研究人员认为，衣原体感染可能会改变患者的免疫力，使他们容易感染人乳头瘤病毒，从而容易发展成宫颈癌。然而，并发感染的动力学和潜在机制仍不清楚。

随着Hans Clevers团队[1]开发第一个宫颈癌类器官模型，宫颈癌类器官的研究得到了进一步的关注和促进。A类可以很好的模拟离体内脏器官的三维结构和功能。与二维细胞系和简单的小鼠模型相比，A类具有其独特的优势，已被广泛应用于功能组织诱导、疾病模型构建、药物筛选等研究中。

来自德国的Cindrilla Chumduri团队开发了模拟人乳头瘤病毒和沙眼衣原体共感染的宫颈癌器官模型，阐明了人乳头瘤病毒和沙眼衣原体共感染诱导独特转录和翻译后宿主细胞重编程的机制，揭示了宫颈癌的发生发展机制。

这项成果名为“模拟衣原体和人乳头瘤病毒混合感染患者外宫颈类器官改变不同的细胞重编程”，最近发表在《自然通讯》杂志上[2]。

人乳头瘤病毒E6E7是指人乳头瘤病毒的E6和E7基因，这两个基因都是早期转录的基因，常用于检测是否存在人乳头瘤病毒感染以及感染的严重程度。人乳头瘤病毒E6E7基因呈阳性，这意味着它感染了人乳头瘤病毒病毒。病毒DNA已经整合到细胞DNA中，同时表达蛋白质。

为了系统地评估hpv16 E6E7整合和随后感染沙眼梭菌对宿主调节的影响，研究人员从健康志愿者中分离出子宫颈，将其包埋在基质胶中培养3D器官，并检测各种人乳头瘤病毒类型的E6E7基因。人乳头瘤病毒的E6E7癌基因在三个供体的颈外器官中呈阴性。这些来自健康供体的人乳头瘤病毒E6E7阴性器官用于研究人乳头瘤病毒整合对健康宫颈组织的影响。

随后，研究人员用携带HPV16 E6E7癌基因的慢病毒转染hCEcto(人外宫颈)上皮，并将E6E7整合到宿主细胞基因组中。发现HPV16 E6E7整合入宫颈外器官可诱导具有宫颈上皮不典型增生特征的表型(CIN，认为是癌前病变)。

因此，该宫颈器官模型的构建为研究人乳头瘤病毒和共感染生物学开辟了一条途径。

沙眼衣原体和人乳头瘤病毒的共同感染引起独特的转录反应。

为了探讨宫颈沙眼衣原体和人乳头瘤病毒共感染的影响和相互作用，研究人员在上述人乳头瘤病毒器官样模型的基础上构建了沙眼衣原体共感染的器官样模型。研究发现，人乳头瘤病毒E6E7的表达干扰了沙眼衣原体的正常发育，同时还发现，无论是单独感染还是与人乳头瘤病毒E6E7混合感染，沙眼衣原体感染都诱导了增殖信号。

接下来，研究人员进行了转录组分析，以确定沙眼衣原体、人乳头瘤病毒E6E7单一感染和共感染对细胞信号转导的影响。结果表明，hCEcto E6E7细胞与沙眼衣原体的混合感染表现出独特的基因表达变化。值得注意的是，在人乳头瘤病毒E6E7上调的基因中，28%的基因在共感染沙眼衣原体时恢复到与对照组相似的表达水平，或被强烈下调。

其中，E2F家族成员是最重要的反转录调节因子。E2F靶基因被人乳头瘤病毒E6E7显著上调，但在沙眼衣原体感染后下调。目前，还不清楚这种由人乳头瘤病毒E6E7诱导的沙眼衣原体介导的E2F靶点抑制对宿主细胞和病原体有什么影响。

为了研究两种病原体对Rb-E2F1通路的调控，研究人员用沙眼衣原体感染hCEcto器官和hCEcto E6E7器官，并进行qRT-PCR和western blot分析。结果显示，在没有人乳头瘤病毒E6E7表达的情况下，沙眼衣原体显著抑制E2F1和抑制因子，同时联合感染导致TP53显著降低，但E2F1和RB1的转录本没有显著降低。

与沙眼衣原体感染相反，人乳头瘤病毒E6E7上调TP53、E2F1和RB1基因的表达。无论是否感染人乳头瘤病毒，沙眼衣原体感染hCEcto细胞后，总Rb、pRb(S807/811)、E2F1和p53蛋白均下降。然而，E6E7表达增加了E2F1的蛋白水平，并诱导p53几乎完全降解，但对总Rb和pRb的蛋白水平没有显著影响(S807/811)。