The Epstein-Barr virus (EBV) protein LMP1 serves as a paradigm that engages complicated ubiquitination-mediated mechanisms to activate multiple transcription factors. p62 is a ubiquitin sensor and a signal-transducing adaptor that has multiple functions in diverse contexts. However, the interaction between p62 and oncogenic viruses is poorly understood. We recently reported a crucial role for p62 in oncovirus-mediated oxidative stress by acting as a selective autophagy receptor. In this following pursuit, we further discovered that p62 is upregulated in EBV type 3 compared to type 1 latency, with a significant contribution from NF-kB and AP1 activities downstream of LMP1 signaling. In turn, p62 participates in LMP1 signal transduction through its interaction with TRAF6, promoting TRAF6 ubiquitination and activation. As expected, short hairpin RNA (shRNA)-mediated knockdown (KD) of p62 transcripts reduces LMP1-TRAF6 interaction and TRAF6 ubiquitination, as well as p65 nuclear translocation, which was assessed by Amnis imaging flow cytometry. Strikingly, LMP1-stimulated NF-kB, AP1, and Akt activities are all markedly reduced in p622/2 mouse embryo fibroblasts (MEFs) and in EBV-negative Burkitt’s lymphoma (BL) cell lines with CRISPR-mediated knockout (KO) of the p62-encoding gene. However, EBV-positive BL cell lines (type 3 latency) with CRISPR-mediated KO of the p62-encoding gene failed to survive. In consequence, shRNA-mediated p62 KD impairs the ability of LMP1 to regulate its target gene expression, promotes etoposide-induced apoptosis, and reduces the proliferation of lymphoblastic cell lines (LCLs). These important findings have revealed a previously unrecognized novel role for p62 in EBV latency and oncogenesis, which advances our understanding of the mechanism underlying virus-mediated oncogenesis. IMPORTANCE As a ubiquitin sensor and a signal-transducing adaptor, p62 is crucial for NF-kB activation, which involves the ubiquitin machinery, in diverse contexts. However, whether p62 is required for EBV LMP1 activation of NF-kB is an open question. In this study, we provide evidence that p62 is upregulated in EBV type 3 latency and, in turn, p62 mediates LMP1 signal transduction to NF-kB, AP1, and Akt by promoting TRAF6 ubiquitination and activation. In consequence, p62 deficiency negatively regulates LMP1-mediated gene expression, promotes etoposide-induced apoptosis, and reduces the proliferation of LCLs. These important findings identified p62 as a novel signaling component of the key viral oncogenic signaling pathway.

En pathologie tumorale, l’étude du micro-environnement tumoral doit prendre en compte différents modes de communication cellulaire : contacts directs entre membranes plasmiques, émission et réception de cytokines et enfin émission et internalisation d’objets biologiques plus complexes comme les microvésicules et les exosomes qui peuvent être assimilés à de véritables organites extra-cellulaires. Le virus d’Epstein-Barr (EBV) participe à l’oncogenèse de plusieurs affections malignes humaines d’origine épithéliale (carcinomes nasopharyngés ou NPC) ou lymphocytaire (lymphomes post-transplantation). Dans ces tumeurs, les cellules malignes qui sont infectées de façon latente par EBV libèrent des exosomes et des microvésicules qui contiennent des protéines et des acides nucléiques d’origine virale. L’étude de ces éléments doit permettre de mieux comprendre les interactions hôte-tumeur et de mettre en évidence de nouveaux biomarqueurs utiles pour le diagnostic précoce et la surveillance de la maladie sous traitement. Le premier objectif de ma thèse consistait à étudier la sécrétion par les cellules malignes d’une famille de microARN viraux appelés miR-BART et leur diffusion dans le sang périphérique chez les sujets porteurs de tumeurs associées à EBV. Pour la première fois j’ai mis en évidence une sécrétion d’exosomes porteurs de miR-BART par les cellules de NPC en culture in vitro. J’ai également montré que les miR-BART, particulièrement miR-BART7, sont détectables dans le plasma de sujets porteurs de NPC. Contrairement à ce qui se passe in vitro les miR-BART plasmatiques ne sont pas transportés par des exosomes. Des données obtenues chez la souris montrent qu’ils peuvent être transportés par des complexes extra-cellulaires que l’on peut précipiter au moyen d’anticorps anti-ago2. Nous cherchons à confirmer ces données sur des échantillons de plasma provenant de patients porteurs de NPC. Ces données pourront guider à l’avenir l’utilisation des miR-BART circulants comme source de biomarqueurs.Le deuxième volet de ma thèse avait pour but d’étudier les modifications du protéome des exosomes induites par une oncoprotéine du virus d’Epstein-Barr appelée LMP1 (latent membrane protein 1). J’ai montré que la LMP1, lorsqu’elle est exprimée dans les cellules lymphocytaires ou épithéliales, infectées ou non par EBV, induit la libération de la protéine PARP1 dans le milieu extra-cellulaire. Cette PARP1 extra-cellulaire n’est pas associée aux exosomes ni aux microvésicules mais à des nano-objets non-vésiculaires contenant notamment des histones et de l’ADN. Nous avons désignés ces objets sous le terme de complexes ADN-protéines extra-cellulaires. Nous ne savons presque rien de la biogenèse de ces complexes ; nous pensons qu’ils ne proviennent pas uniquement de cellules en apoptose. En revanche, des expériences préliminaires suggèrent que la présence de PARP1 dans ces complexes coïncide avec une activation permanente de la PARP1 induite dans les cellules productrices par l’expression de l’oncoprotéine LMP1. Cette hypothèse est en cours de vérification grâce à des expériences menées sur des lignées cellulaires exprimant différentes formes sauvages ou mutées de la LMP1. Ces données sur l’activation de la PARP1 et sur sa sécrétion induite par la LMP1 auront des retombées intéressantes pour notre compréhension des mécanismes d’oncogenèse et d’auto-immunité liés à l’infection par le virus d’Epstein-Barr. / The study of tumoral microenvironment should take into account different modes of intercellular communications: direct contacts between extracellular membranes, secretion and uptake of cytokines and finally emission and uptake of complex biological objects like exosomes and microvesicles.Epstein-Barr virus (EBV) is associated with several human malignancies of epithelial origin (Nasopharyngeal carcinoma or NPC) or of lymphoïd origin (post-transplant lymphoproliferative disorder or PTLD). In these tumors, malignant cells are latently infected by EBV and release exosomes and microvesicles containing viral nucleic acids and proteins. Studying them will enable a better understanding of tumor-host interactions and the discovery of new markers which could be useful for early diagnostic and the follow-up of the disease under treatment.The first aim of this thesis was to study the release by malignant cells of EBV microRNAs belonging to the BART family and their blood diffusion in patients bearing NPC tumors. For the first time, I’ve shown that exosomes released by NPC cells in vitro contain EBV miR-BART microRNAs. Moreover, ebv-miR-BART7 can be detected in the plasma of NPC patients. Unlike what is observed in vitro, circulating BART microRNAs are not carried by exosomes. Recent data from studies in xenografted mice show that they are carried by extra-cellular complexes which can be immunoprecipitated by anti-Ago2 antibodies. We are currently trying to confirm these data in plasma from NPC patients. This work will ease the use of miR-BARTs as potential biomarkers.The second aim was to study the proteome modifications induced by the EBV Latent Membrane Protein 1 protein (LMP1). I’ve shown that LMP1 expression in lymphoid or epithelial cells infected or not by EBV induces the release of PARP1 in the extra-cellular space. This extra-cellular PARP1 is not carried by exosomes or microvesicles but is embedded in non-vesicular nano-objects containing histones and DNA. We have called these objects “DNA-proteins complexes”. We don’t know how they are produced and released by cells. We think that they are not only secreted by apoptotic cells. Recent data show that this release of extra-cellular PARP1 is associated with PARP1 activation by LMP1 oncoprotein expression. We are trying to prove this hypothesis using cell lines expressing wild type or mutated LMP1. The release and the activation of PARP1 induced by LMP1 expression will help to understand the mechanisms of EBV-associated oncogenesis and auto-immunity.

Die Entstehung verschiedener Tumorentitäten kann häufig mit einer vorliegenden Virusinfektion korreliert werden. So lässt sich beispielsweise ein Zusammenhang zwischen der Infektion mit den zur Gruppe der Herpesviren gehörenden Epstein-Barr-Viren (EBV) und der Entwicklung von Burkitt-Lymphomen, Hodgkin-Lymphomen sowie Nasopharynx-Karzinomen herstellen. Für die Transformation einer mit EBV infizierten humanen B-Zelle ist die Expression des Latenten Membranproteins 1 (LMP1) des Epstein-Barr-Virus essentiell. LMP1 ist ein Membranprotein mit einem funktionellen C-terminus, das Homologien zu den Tumornekrosefaktoren (TNF)- und Toll-like-Rezeptoren aufweist. Im Zusammenspiel mit anderen viralen Faktoren trägt LMP1 durch die von ihm aktivierten Signalwege (z.B. NF-κB, JNK, p38) zur Immortalisierung und malignen Entartung von EBV-infizierten Zellen bei. Einer dieser Signalwege ist der Jak/STAT-Signalweg. Da dessen EBV-abhängige Aktivierung bislang nur unzureichend geklärt ist, ist es Zielsetzung dieser Arbeit, die durch das Epstein-Barr-Virus vermittelte Aktivierung des Jak/STAT-Signalweges in Burkitt-Lymphomzellen näher zu untersuchen. Als Negativregulatoren des Jak/STAT-Signalweges sind hierbei die SOCS-Moleküle (Suppressor of Cytokine Signaling) von Bedeutung. Von besonderem Interesse sind dabei die Mechanismen der Aktivierung von SOCS3 durch LMP1 und dem damit verbundenen möglichen Einfluss auf den transformierten Zustand einer Zelle. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass in den untersuchten Burkitt-Lymphomzellen das exprimierte virale Onkoprotein LMP1 des Epstein-Barr-Virus ausreichend ist, den Jak/STAT-Signalweg zu aktivieren und SOCS3 zu induzieren. Die Aktivierung des Jak/STAT-Signalweges wird indirekt, das heißt über EBV-abhängig aktivierte Zytokinsignalwege, reguliert. Eine zusätzliche direkte Aktivierung durch eine Interaktion von Komponenten des Jak/STAT-Signalweges mit LMP1 kann derzeit jedoch nicht völlig ausgeschlossen werden.

CD40 signals are required for productive immune responses but also play a role in autoimmune disease pathogenesis. The major goal of this research was to investigate the contribution of two receptors to the development of autoimmune disease: (1) LMP1, an oncogenic EBV-encoded mimic of CD40 and (2) a naturally-occurring polymorphism in CD40, P227A, which appears to confer LMP1-like properties to the CD40 receptor. Interestingly, hCD40-P227A is overrepresented in individuals of Mexican and South American descent. Although this allele is not directly associated with SLE incidence in Hispanic populations, patients of Hispanic ethnicity have a tendency toward increased severity of SLE symptoms, particularly lupus nephritis. This work reports the initial genetic description of CD40-P227A and characterizes its gain-of-function signaling properties in mouse and human B cells. In comparison to Wt-CD40 signaling, CD40-P227A signaling results in increased binding of TRAF3, TRAF5, and Act1, as well as enhanced secretion of IL-6, TNF-α, and Ig due to a selective hyperactivation of the JNK pathway. Whereas TRAF3 is normally a negative regulator of Wt-CD40 signaling, TRAF3 is a required positive regulator of CD40-P227A signaling as demonstrated in TRAF3-deficient B cells. LMP1 is an EBV-encoded CD40 mimic which signals in an amplified and sustained manner. Although EBV is latent in >90% of humans, EBV infection is associated with autoimmunity, particularly SLE. Upon flares of autoimmunity, EBV reactivates and LMP1 is expressed, yet the contribution of LMP1 to exacerbation of disease is unknown. LMP1 transgenic mice generated in our lab have an autoreactive phenotype but do not die early due to autoimmune disease. To test the hypothesis that LMP1 cooperates with other genes in the host to exacerbate autoimmunity, mCD40-LMP1 transgenic mice were bred to two lupus-prone strains of mice. LMP1 signaling was able to enhance the autoimmune phenotype of the B6.Sle1, but not the B6.Sle3 strain. These data suggest that LMP1 is redundant with genes within the Sle3 interval, but acts cooperatively with genes within the Sle1 interval to exacerbate autoimmunity. Together, the research foci of this dissertation examine how the CD40 pathways of B cell activation can be amplified and dysregulated, by either a viral mimic of CD40, a polymorphism in its signaling domain, or its cooperation with additional gene products. Differential usage of TRAF3 as a positive, rather than a negative, regulator of signaling appears to be one common mechanism by which this occurs. In conditions where enhanced CD40 signaling may be desirable such as during chronic infections, manipulation of TRAF3-CD40 signaling may serve to enhance immune responses. It is hoped that these studies can additionally reveal important information about the normal regulation of this powerful activation pathway.

No description available.

LIMD1 (LIM domain-containing protein 1) is considered as a tumor suppressor, being deregulated in many cancers to include hematological malignancies; however, very little is known about the underlying mechanisms of its deregulation and its roles in carcinogenesis. Epstein-Barr Virus (EBV) is associated with a panel of malignancies of lymphocytic and epithelial origin. Using high throughput expression profiling, we have previously identified LIMD1 as a common marker associated with the oncogenic transcription factor IRF4 in EBV-related lymphomas and other hematological malignancies. In this study, we have identified potential conserved IRF4- and NFκB-binding motifs in the LIMD1 gene promoter, and both are demonstrated functional by promoter-reporter assays. We further show that LIMD1 is partially upregulated by EBV latent membrane protein 1 (LMP1) via IRF4 and NFκB in EBV latency. As to its role in the setting of EBV latent infection, we show that LIMD1 interacts with TRAF6, a crucial mediator of LMP1 signal transduction. Importantly, LIMD1 depletion impairs LMP1 signaling and functions, potentiates ionomycin-induced DNA damage and apoptosis, and inhibits p62-mediated selective autophagy. Taken together, these results show that LIMD1 is upregulated in EBV latency and plays an oncogenic role rather than that of a tumor suppressor. Our findings have identified LIMD1 as a novel player in EBV latency and oncogenesis, and open a novel research avenue, in which LIMD1 and p62 play crucial roles in linking DNA damage response (DDR), apoptosis, and autophagy and their potential interplay during viral oncogenesis

Interferon (IFN) regulatory factors (IRFs) have crucial roles in immune regulation and oncogenesis. We have recently shown that IRF4 is activated through c-Src-mediated tyrosine phosphorylation in virus-transformed cells. However, the intracellular signaling pathway triggering Src activation of IRF4 remains unknown. In this study, we provide evidence that Epstein–Barr virus (EBV) latent membrane protein 1 (LMP1) promotes IRF4 phosphorylation and markedly stimulates IRF4 transcriptional activity, and that Src mediates LMP1 activation of IRF4. As to more precise mechanism, we show that LMP1 physically interacts with c-Src, and the phosphatidylinositol 3 kinase (PI3K) subunit P85 mediates their interaction. Depletion of P85 by P85-specific short hairpin RNAs disrupts their interaction and diminishes IRF4 phosphorylation in EBV-transformed cells. Furthermore, we show that Src is upstream of PI3K for activation of both IRF4 and Akt. In turn, inhibition of PI3K kinase activity by the PI3K-speicfic inhibitor LY294002 impairs Src activity. Our results show that LMP1 signaling is responsible for IRF4 activation, and further characterize the IRF4 regulatory network that is a promising therapeutic target for specific hematological malignancies.

En pathologie tumorale, l'étude du micro-environnement tumoral doit prendre en compte différents modes de communication cellulaire : contacts directs entre membranes plasmiques, émission et réception de cytokines et enfin émission et internalisation d'objets biologiques plus complexes comme les microvésicules et les exosomes qui peuvent être assimilés à de véritables organites extra-cellulaires. Le virus d'Epstein-Barr (EBV) participe à l'oncogenèse de plusieurs affections malignes humaines d'origine épithéliale (carcinomes nasopharyngés ou NPC) ou lymphocytaire (lymphomes post-transplantation). Dans ces tumeurs, les cellules malignes qui sont infectées de façon latente par EBV libèrent des exosomes et des microvésicules qui contiennent des protéines et des acides nucléiques d'origine virale. L'étude de ces éléments doit permettre de mieux comprendre les interactions hôte-tumeur et de mettre en évidence de nouveaux biomarqueurs utiles pour le diagnostic précoce et la surveillance de la maladie sous traitement. Le premier objectif de ma thèse consistait à étudier la sécrétion par les cellules malignes d'une famille de microARN viraux appelés miR-BART et leur diffusion dans le sang périphérique chez les sujets porteurs de tumeurs associées à EBV. Pour la première fois j'ai mis en évidence une sécrétion d'exosomes porteurs de miR-BART par les cellules de NPC en culture in vitro. J'ai également montré que les miR-BART, particulièrement miR-BART7, sont détectables dans le plasma de sujets porteurs de NPC. Contrairement à ce qui se passe in vitro les miR-BART plasmatiques ne sont pas transportés par des exosomes. Des données obtenues chez la souris montrent qu'ils peuvent être transportés par des complexes extra-cellulaires que l'on peut précipiter au moyen d'anticorps anti-ago2. Nous cherchons à confirmer ces données sur des échantillons de plasma provenant de patients porteurs de NPC. Ces données pourront guider à l'avenir l'utilisation des miR-BART circulants comme source de biomarqueurs.Le deuxième volet de ma thèse avait pour but d'étudier les modifications du protéome des exosomes induites par une oncoprotéine du virus d'Epstein-Barr appelée LMP1 (latent membrane protein 1). J'ai montré que la LMP1, lorsqu'elle est exprimée dans les cellules lymphocytaires ou épithéliales, infectées ou non par EBV, induit la libération de la protéine PARP1 dans le milieu extra-cellulaire. Cette PARP1 extra-cellulaire n'est pas associée aux exosomes ni aux microvésicules mais à des nano-objets non-vésiculaires contenant notamment des histones et de l'ADN. Nous avons désignés ces objets sous le terme de complexes ADN-protéines extra-cellulaires. Nous ne savons presque rien de la biogenèse de ces complexes ; nous pensons qu'ils ne proviennent pas uniquement de cellules en apoptose. En revanche, des expériences préliminaires suggèrent que la présence de PARP1 dans ces complexes coïncide avec une activation permanente de la PARP1 induite dans les cellules productrices par l'expression de l'oncoprotéine LMP1. Cette hypothèse est en cours de vérification grâce à des expériences menées sur des lignées cellulaires exprimant différentes formes sauvages ou mutées de la LMP1. Ces données sur l'activation de la PARP1 et sur sa sécrétion induite par la LMP1 auront des retombées intéressantes pour notre compréhension des mécanismes d'oncogenèse et d'auto-immunité liés à l'infection par le virus d'Epstein-Barr.

Recently, linear ubiquitin assembly complex (LUBAC)-mediated linear ubiquitination has come into focus due to its emerging role in activation of NF-κB in different biological contexts. However, the role of LUBAC in LMP1 signaling leading to NF-κB and interferon regulatory factor 7 (IRF7) activation has not been investigated. We show here that RNF31, the key component of LUBAC, interacts with LMP1 and IRF7 in Epstein-Barr virus (EBV)-transformed cells and that LUBAC stimulates linear ubiquitination of NEMO and IRF7. Consequently, LUBAC is required for LMP1 signaling to full activation of NF-κB but inhibits LMP1-stimulated IRF7 transcriptional activity. The protein levels of RNF31 and LMP1 are correlated in EBV-transformed cells. Knockdown of RNF31 in EBV-transformed IB4 cells by RNA interference negatively regulates the expression of the genes downstream of LMP1 signaling and results in a decrease of cell proliferation. These lines of evidence indicate that LUBAC-mediated linear ubiquitination plays crucial roles in regulating LMP1 signaling and functions. IMPORTANCE We show here that LUBAC-mediated linear ubiquitination is required for LMP1 activation of NF-κB but inhibits LMP1-mediated IRF7 activation. Our findings provide novel mechanisms underlying EBV-mediated oncogenesis and may have a broad impact on IRF7-mediated immune responses.