Background Human papillomavirus (HPV) infection causes around 90% of cervical cancer cases, and cervical cancer is a leading cause of female mortality worldwide. HPV-derived oncoprotein E7 participates in cervical carcinogenesis by inducing aberrant host DNA methylation. However, the targeting specificity of E7 methylation of host genes is not fully understood but is important in the down-regulation of crucial proteins of the hallmark cancer pathways. In this study, we aim to link E7-driven aberrations in the host proteome to corresponding gene promoter hypermethylation events in the hope of providing novel therapeutic targets and biomarkers to indicate the progression of cervical cancer. Methods HEK293 cells were transfected with pcDNA3.1-E7 plasmid and empty vector and subjected to mass spectrometry-based proteomic analysis. Down-regulated proteins (where relative abundance was determined significant by paired T-test) relevant to cancer pathways were selected as gene candidates for mRNA transcript abundance measurement by qPCR and expression compared with that in SiHa cells (HPV type 16 positive). Methylation Specific PCR was used to determine promoter hypermethylation in genes downregulated in both SiHa and transfected HEK293 cell lines. The FunRich and STRING databases were used for identification of potential regulatory transcription factors and the proteins interacting with transcription factor gene candidates, respectively. Results Approximately 400 proteins totally were identified in proteomics analysis. The transcripts of six genes involved in the host immune response and cell proliferation ( PTMS, C1QBP, BCAP31, CDKN2A, ZMYM6 and HIST1H1D ) were down-regulated, corresponding to proteomic results. Methylation assays showed four gene promoters ( PTMS, C1QBP, BCAP31 and CDKN2A ) were hypermethylated with 61, 55.5, 70 and 78% increased methylation, respectively. Those four genes can be regulated by the GA-binding protein alpha chain, specificity protein 1 and ETS-like protein-1 transcription factors, as identified from FunRich database predictions. Conclusions HPV E7 altered the HEK293 proteome, particularly with respect to proteins involved in cell proliferation and host immunity. Down-regulation of these proteins appears to be partly mediated via host DNA methylation. E7 possibly complexes with the transcription factors of its targeting genes and DNMT1, allowing methylation of specific target gene promoters.

中文翻译：

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宿主蛋白质组与癌症通路中 HPV E7 介导的特定基因高甲基化相关

背景 人乳头瘤病毒 (HPV) 感染导致约 90% 的宫颈癌病例，宫颈癌是全球女性死亡的主要原因。HPV 衍生的癌蛋白 E7 通过诱导异常宿主 DNA 甲基化参与宫颈癌的发生。然而，宿主基因的 E7 甲基化的靶向特异性尚不完全清楚，但在下调标志性癌症途径的关键蛋白方面很重要。在这项研究中，我们旨在将宿主蛋白质组中 E7 驱动的畸变与相应的基因启动子高甲基化事件联系起来，以期提供新的治疗靶点和生物标志物来指示宫颈癌的进展。方法用pcDNA3.1-E7质粒和空载体转染HEK293细胞，进行基于质谱的蛋白质组学分析。选择与癌症途径相关的下调蛋白质（其中通过配对 T 检验确定相对丰度显着）作为基因候选者，通过 qPCR 和与 SiHa 细胞（HPV 16 型阳性）中的表达相比，进行 mRNA 转录物丰度测量。甲基化特异性 PCR 用于确定在 SiHa 和转染的 HEK293 细胞系中下调的基因中的启动子高甲基化。FunRich 和 STRING 数据库分别用于识别潜在的调节转录因子和与转录因子基因候选物相互作用的蛋白质。结果蛋白质组学分析共鉴定出约400种蛋白质。参与宿主免疫反应和细胞增殖的六个基因的转录本（PTMS、C1QBP、BCAP31、CDKN2A、ZMYM6 和 HIST1H1D ）被下调，对应于蛋白质组学结果。甲基化分析显示四种基因启动子（PTMS、C1QBP、BCAP31 和 CDKN2A）被高甲基化，甲基化分别增加了 61%、55.5%、70% 和 78%。这四个基因可以由 GA 结合蛋白 α 链、特异性蛋白 1 和 ETS 样蛋白 1 转录因子调节，正如 FunRich 数据库预测所确定的那样。结论 HPV E7 改变了 HEK293 蛋白质组，特别是涉及细胞增殖和宿主免疫的蛋白质。这些蛋白质的下调似乎部分是通过宿主 DNA 甲基化介导的。E7 可能与其靶向基因和 DNMT1 的转录因子复合，允许特定靶基因启动子的甲基化。甲基化分析显示四种基因启动子（PTMS、C1QBP、BCAP31 和 CDKN2A）被高甲基化，甲基化分别增加了 61%、55.5%、70% 和 78%。这四个基因可以由 GA 结合蛋白 α 链、特异性蛋白 1 和 ETS 样蛋白 1 转录因子调节，正如 FunRich 数据库预测所确定的那样。结论 HPV E7 改变了 HEK293 蛋白质组，特别是涉及细胞增殖和宿主免疫的蛋白质。这些蛋白质的下调似乎部分是通过宿主 DNA 甲基化介导的。E7 可能与其靶向基因和 DNMT1 的转录因子复合，允许特定靶基因启动子的甲基化。甲基化分析显示四种基因启动子（PTMS、C1QBP、BCAP31 和 CDKN2A）被高甲基化，甲基化分别增加了 61%、55.5%、70% 和 78%。这四个基因可以由 GA 结合蛋白 α 链、特异性蛋白 1 和 ETS 样蛋白 1 转录因子调节，正如 FunRich 数据库预测所确定的那样。结论 HPV E7 改变了 HEK293 蛋白质组，特别是涉及细胞增殖和宿主免疫的蛋白质。这些蛋白质的下调似乎部分是通过宿主 DNA 甲基化介导的。E7 可能与其靶向基因和 DNMT1 的转录因子复合，允许特定靶基因启动子的甲基化。分别。这四个基因可以由 GA 结合蛋白 α 链、特异性蛋白 1 和 ETS 样蛋白 1 转录因子调节，正如 FunRich 数据库预测所确定的那样。结论 HPV E7 改变了 HEK293 蛋白质组，特别是涉及细胞增殖和宿主免疫的蛋白质。这些蛋白质的下调似乎部分是通过宿主 DNA 甲基化介导的。E7 可能与其靶向基因和 DNMT1 的转录因子复合，允许特定靶基因启动子的甲基化。分别。这四个基因可以由 GA 结合蛋白 α 链、特异性蛋白 1 和 ETS 样蛋白 1 转录因子调节，正如 FunRich 数据库预测所确定的那样。结论 HPV E7 改变了 HEK293 蛋白质组，特别是涉及细胞增殖和宿主免疫的蛋白质。这些蛋白质的下调似乎部分是通过宿主 DNA 甲基化介导的。E7 可能与其靶向基因和 DNMT1 的转录因子复合，允许特定靶基因启动子的甲基化。特别是涉及细胞增殖和宿主免疫的蛋白质。这些蛋白质的下调似乎部分是通过宿主 DNA 甲基化介导的。E7 可能与其靶向基因和 DNMT1 的转录因子复合，允许特定靶基因启动子的甲基化。特别是涉及细胞增殖和宿主免疫的蛋白质。这些蛋白质的下调似乎部分是通过宿主 DNA 甲基化介导的。E7 可能与其靶向基因和 DNMT1 的转录因子复合，允许特定靶基因启动子的甲基化。