Novel role of UHRF1 in the epigenetic repression of the latent HIV-1.
Novel role of UHRF1 in the epigenetic repression of the latent HIV-1.
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DOI：
10.1016/j.ebiom.2022.103985
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发表时间：
2022-05
期刊：
影响因子：
11.1
通讯作者：
Van Lint, Carine
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Verdikt, Roxane;Bendoumou, Maryam;Bouchat, Sophie;Nestola, Lorena;Pasternak, Alexander O.;Darcis, Gilles;Avettand-Fenoel, Veronique;Vanhulle, Caroline;Ait-Ammar, Amina;Santangelo, Marion;Plant, Estelle;Le Douce, Valentin;Delacourt, Nadege;Necsoi, Coca;Corazza, Francis;Passaes, Caroline Pereira Bittencourt;Schwartz, Christian;Bizet, Martin;Fuks, Francois;Saez-Cirion, Asier;Rouzioux, Christine;De Wit, Stephane;Berkhout, Ben;Gautier, Virginie;Rohr, Olivier;Van Lint, Carine
人类免疫缺陷病毒 1 型 (HIV-1) 潜伏机制的多样性、异质性和动态性反映在当前缺乏针对 HIV-1 的功能性治愈方法上。因此，据报道，所有类别的潜伏期逆转剂（LRAs）都表现出不同的离体效力。在这里，我们研究了一种 LRA 效力变异的分子机制：DNA 甲基化抑制剂 5-aza-2'-脱氧胞苷 (5-AzadC)。我们在互补的 HIV-1 感染模型（潜伏感染的 T 细胞系模型、原代 CD4+ T 细胞模型和来自 HIV+ 个体的 PBMC 离体培养物）中采用了表观遗传询问方法（电泳迁移率变动分析、染色质免疫沉淀、Infinium 阵列）。在药物处理的细胞中测量细胞表面受体的细胞外染色和细胞内代谢活性。通过结合衣壳 p24Gag 蛋白、绿色荧光蛋白信号、细胞内和细胞外病毒 RNA 和病毒 DNA 的测量，探索了再激活研究中的 HIV-1 表达。我们发现了 HIV-1 启动子中 5-AzadC 诱导的特异性去甲基化 CpG 特征。通过分析这些 CpG 的结合方式，我们揭示了表观遗传整合子泛素样与 PHD 和环指结构域 1 (UHRF1) 被招募到 HIV-1 启动子上。我们发现，UHRF1 以不同的结合方式冗余地与 HIV-1 启动子结合，其中 DNA 甲基化要么是非必需的，要么是必需的，要么增强 UHRF1 结合。我们进一步证明了UHRF1通过协同控制DNA和组蛋白甲基化在潜伏病毒启动子的表观遗传抑制中的作用。更好地了解 HIV-1 潜伏期的分子机制有助于开发创新的抗病毒策略。作为概念验证，我们表明在离体 HIV+ 患者细胞培养物中对 UHRF1 进行药理学抑制可导致病毒从潜伏期有效重新激活。我们共同确定 UHRF1 是 HIV-1 表观遗传沉默的新作用者，并强调它构成了 HIV-1 治疗策略的新分子靶点。资金由比利时国家科学研究基金（F.R.S.-FNRS，比利时）、“Roi Baudouin 基金会”、NEAT（欧洲艾滋病治疗网络）计划、Internationale Brachet Stiftung、ViiV Healthcare、Télévie、瓦隆地区（“Fonds de Maturation”）、“Les Amis des Instituts Pasteur à”提供布鲁塞尔，asbl »、布鲁塞尔大学（Action de Recherche Concertée ULB 赠款）、Marie Skodowska Curie COFUND 行动、欧盟地平线 2020 研究和创新计划（赠款协议 No 691119-EU4HIVCURE-H2020-MSCA-RISE-2015）、法国艾滋病和病毒性肝炎研究机构 (ANRS)、Sidaction以及“阿尔萨斯抗癌”基金会。这项工作得到了 1UM1AI164562-01 的支持，由国家心肺和血液研究所、国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所、国家神经疾病和中风研究所、国家药物滥用研究所以及国家过敏和传染病研究所共同资助。
The multiplicity, heterogeneity, and dynamic nature of human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1) latency mechanisms are reflected in the current lack of functional cure for HIV-1. Accordingly, all classes of latency-reversing agents (LRAs) have been reported to present variable ex vivo potencies. Here, we investigated the molecular mechanisms underlying the potency variability of one LRA: the DNA methylation inhibitor 5-aza-2’-deoxycytidine (5-AzadC). We employed epigenetic interrogation methods (electrophoretic mobility shift assays, chromatin immunoprecipitation, Infinium array) in complementary HIV-1 infection models (latently-infected T-cell line models, primary CD4+ T-cell models and ex vivo cultures of PBMCs from HIV+ individuals). Extracellular staining of cell surface receptors and intracellular metabolic activity were measured in drug-treated cells. HIV-1 expression in reactivation studies was explored by combining the measures of capsid p24Gag protein, green fluorescence protein signal, intracellular and extracellular viral RNA and viral DNA. We uncovered specific demethylation CpG signatures induced by 5-AzadC in the HIV-1 promoter. By analyzing the binding modalities to these CpG, we revealed the recruitment of the epigenetic integrator Ubiquitin-like with PHD and RING finger domain 1 (UHRF1) to the HIV-1 promoter. We showed that UHRF1 redundantly binds to the HIV-1 promoter with different binding modalities where DNA methylation was either non-essential, essential or enhancing UHRF1 binding. We further demonstrated the role of UHRF1 in the epigenetic repression of the latent viral promoter by a concerted control of DNA and histone methylations. A better understanding of the molecular mechanisms of HIV-1 latency allows for the development of innovative antiviral strategies. As a proof-of-concept, we showed that pharmacological inhibition of UHRF1 in ex vivo HIV+ patient cell cultures resulted in potent viral reactivation from latency. Together, we identify UHRF1 as a novel actor in HIV-1 epigenetic silencing and highlight that it constitutes a new molecular target for HIV-1 cure strategies. Funding was provided by the Belgian National Fund for Scientific Research (F.R.S.-FNRS, Belgium), the « Fondation Roi Baudouin », the NEAT (European AIDS Treatment Network) program, the Internationale Brachet Stiftung, ViiV Healthcare, the Télévie, the Walloon Region (« Fonds de Maturation »), « Les Amis des Instituts Pasteur à Bruxelles, asbl », the University of Brussels (Action de Recherche Concertée ULB grant), the Marie Skodowska Curie COFUND action, the European Union's Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 691119-EU4HIVCURE-H2020-MSCA-RISE-2015, the French Agency for Research on AIDS and Viral Hepatitis (ANRS), the Sidaction and the “Alsace contre le Cancer” Foundation. This work is supported by 1UM1AI164562-01, co-funded by National Heart, Lung and Blood Institute, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institute of Neurological Disorders and Stroke, National Institute on Drug Abuse and the National Institute of Allergy and Infectious Diseases.
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影响因子：
11.1
作者：
Bouchat S;Delacourt N;Kula A;Darcis G;Van Driessche B;Corazza F;Gatot JS;Melard A;Vanhulle C;Kabeya K;Pardons M;Avettand-Fenoel V;Clumeck N;De Wit S;Rohr O;Rouzioux C;Van Lint C
通讯作者：
Van Lint C
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Fuks F
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Van Lint C