第 139 期 2006-03-02

研究發展
B型肝炎病毒感染誘發內質網壓力促使中心體增生及細胞癌化

在慢性B型肝炎病毒感染的病人血清中常可發現有自然產生的pre-S表面蛋白的突變株。在我們實驗室先前的研究中顯示, pre-S突變株的發生可能與病程的發展及肝癌有關,尤其是pre-S2突變株。B型肝炎病毒的pre-S2突變株會表現pre-S2突變蛋白,此蛋白經研究發現主要表現在細胞的內質網中,並且會引起內質網的壓力訊息傳遞。在我們先前的研究中已經發現,當細胞表現此pre-S2突變蛋白時,細胞內的細胞週期蛋白(cyclin A)也會增加,如此便可能促使細胞不正常的生長與分裂。而我們也在所建立的pre-S2基因轉殖鼠的肝臟細胞中也發現大量表現的cyclin A,及肝細胞有不正常的增生,並且有許多肝細胞有多核的現象。我們同時也發現,無論在慢性B型肝炎病人的肝組織或是pre-S2基因轉殖鼠的肝臟細胞中,cyclin A在細胞質的表現明顯增加。

由於cyclin A主要在細胞週期的調控是在S期負責DNA的複製以及中心體的複製,其中中心體便位於細胞質中,因此我們推測在細胞質大量表現的cyclin A可能會影響中心體的複製。研究首先發現在HuH-7細胞中表現pre-S2突變蛋白會導致一段較小片段的cyclin A的表現。進一步的研究中顯示此一小片段的cyclin A為N端斷裂的cyclin A,其出現的原因與pre-S2蛋白所引發的內質網壓力有關。當細胞表現pre-S2突變蛋白時會增加cyclin A的表現,但是其引發的內質網壓力同時也造成細胞內的鈣離子由內質網釋出到細胞質。我們發現細胞中的鈣離子濃度增加活化了一些蛋白酶,其中u-calpain這個蛋白酶會切開cyclin A的N端,留下的C端cyclin A便會由細胞核轉移到細胞質中。我們也發現在內質網壓力下所產生的細胞質cyclin A蛋白仍然與CDK2蛋白結合,並且會增加中心體的複製。由於中心體複製的不正常往往是造成癌細胞內染色體套數的不穩定的主要原因,我們的研究結果提供了一個可以解釋B型肝炎病毒感染促使肝細胞癌化的部份原因。在病毒感染的過程中,內質網壓力可能會造成cyclin A在細胞質的不正常表現進而影響正常的中心體複製及細胞生長。我們的研究結果為病毒感染所造成的細胞癌化提供了一個新的機制。

Figure legend
ER stress induces cytoplasmic cyclin A and centrosome overduplication

A.Enhanced cytoplasmic cyclin A expression in hepatocytes-containing HBV pre-S2 mutant proteins.
B.ER stress inducer (Thapsigargin, TG) induced cyclin A translocation from cell nucleus to cytoplasm.
C.ER stress induced centrosome overduplication. CHO-K1 cells were treated with hydroxyurea and TG
 for 40 hrs followed by immunostaining of g-tubulin.
《文/圖:王慧菁》