ジヒドロコルチスタチンAによるTat阻害は、HIV-1長末端リピートにおけるヘテロクロマチン形成を促進する

Tat inhibition by didehydro-Cortistatin A promotes heterochromatin formation at the HIV-1 long terminal repeat.

• Chuan Li
• Guillaume Mousseau
• Susana T Valente

抄録

背景:

統合型HIV-1プロモーターからの転写は、そのクロマチン環境によって直接支配され、転写開始部位の下流にあるヌクレオソーム-1は、HIV-1プロモーターからの転写を直接阻害する。HIV-1のTatタンパク質は、ウイルスmRNAヘアピン（TAR）に結合し、転写因子をリクルートして転写伸長を促進することで、ウイルス潜伏から活性転写への移行を制御している。ＴＡＴ阻害剤ジヒドロコルチスタチンＡ（ｄＣＡ）は転写を阻害し、時間の経過とともに、低悪性度の転写イベントの欠如により、潜伏状態のＨＩＶ転写を「ロック」する潜伏遺伝子座でのエピジェネティックな変化を誘発する。

BACKGROUND: Transcription from the integrated HIV-1 promoter is directly governed by its chromatin environment, and the nucleosome-1 downstream from the transcription start site directly impedes transcription from the HIV-1 promoter. The HIV-1 Tat protein regulates the passage from viral latency to active transcription by binding to the viral mRNA hairpin (TAR) and recruiting transcriptional factors to promote transcriptional elongation. The Tat inhibitor didehydro-Cortistatin A (dCA) inhibits transcription and overtime, the lack of low-grade transcriptional events, triggers epigenetic changes at the latent loci that "lock" HIV transcription in a latent state.

結果:

ここでは、HIV-1の潜伏期と活発な転写の複数の細胞株モデルを用いて、これらのエピジェネティックな変化を調べた。その結果、dCA治療はHIV-1プロモーターにおける古典的なヌクレオソームの位置を変化させないが、ヌクレオソーム-1における脱アセチル化H3占有率の増加と相関して、ヌクレオソームとDNAの結合の緊密化を促進することが明らかになった。また、Tatを介したトランアクティベーションに必要なSWI/SNFクロマチンリモデリング複合体PBAFのリクルートも阻害され、抑制的なBAF複合体のリクルートは増強された。これらの結果は、潜伏性回復剤による強い刺激を受けた場合でも、HIVゲノム上でのRNAポリメラーゼIIのリクルートが消失することで裏付けられた。Tat-TAR不適格プロウイルスを用いた潜伏モデルの細胞株ではエピジェネティックな変化は検出されず、dCAのTatに対する特異性が確認された。

RESULTS: Here we investigated those epigenetic changes using multiple cell line models of HIV-1 latency and active transcription. We demonstrated that dCA treatment does not alter the classic nucleosome positioning at the HIV-1 promoter, but promotes tighter nucleosome/DNA association correlating with increased deacetylated H3 occupancy at nucleosome-1. Recruitment of the SWI/SNF chromatin remodeling complex PBAF, necessary for Tat-mediated transactivation, is also inhibited, while recruitment of the repressive BAF complex is enhanced. These results were supported by loss of RNA polymerase II recruitment on the HIV genome, even during strong stimulation with latency-reversing agents. No epigenetic changes were detected in cell line models of latency with Tat-TAR incompetent proviruses confirming the specificity of dCA for Tat.

結論:

我々は、dCAが媒介するHIVゲノム上のエピジェネティックなシグネチャーを特徴づけ、HIVの発現を強力にブロックする効果があることを明らかにした。

CONCLUSIONS: We characterized the dCA-mediated epigenetic signature on the HIV genome, which translates into potent blocking effects on HIV expression, further strengthening the potential of Tat inhibitors in "block-and-lock" functional cure approaches.