科研星球

Hepatology | 武汉大学夏宇尘团队揭示乙肝病毒不能感染小鼠的分子机制

即使补充表达病毒受体、人牛磺胆酸钠协同转运多肽 (hNTCP),鼠肝细胞也不能支持乙型肝炎病毒 (HBV) 感染。然而,具体的受限步骤仍然难以捉摸。该研究旨在剖析小鼠肝细胞中的 HBV 感染过程。

2022年6月19日,武汉大学夏宇尘团队在Hepatology(IF=17)在线发表题为“Limited disassembly of cytoplasmic hepatitis B virus nucleocapsids restricts viral infection in murine hepatic cells”的研究论文,该研究将表达 hNTCP 的细胞接种 HBV 或丁型肝炎病毒 (HDV)。在体外产生了HBV前基因组RNA(pgRNA)、共价闭合环状DNA(cccDNA)和不同的松弛环状DNA(rcDNA)中间体。通过体外修复实验和在小鼠体内进行流体动力学注射,测定了从 rcDNA 到 cccDNA 的修复过程。Southern印迹和原位杂交用于检测HBV DNA。HBV,但不是它的卫星病毒 HDV,在表达 hNTCP 的小鼠肝细胞中受到生产性感染的限制。 

HBV pgRNA 的转染可以在人体内建立 HBV 复制,但在鼠肝细胞中则不行。 HBV 复制能力强的质粒、cccDNA 和重组 cccDNA 可以支持 HBV 在小鼠肝细胞中的转录。在体外和体内都可以修复不同的 rcDNA 中间体形成 cccDNA。此外,鼠肝细胞核中可检测到rcDNA,但不能形成cccDNA。有趣的是,核酸酶敏感性测定表明,从细胞质中分离的蛋白连接 rcDNA 在小鼠中是完全抗核酸酶的,而在人肝细胞中则没有。总之,该研究结果表明,细胞质 HBV 核衣壳的解离在小鼠肝细胞中受到限制。克服这一限制可能有助于建立 HBV 感染小鼠模型。

0.png

乙型肝炎病毒 (HBV) 已在全球范围内长期感染约 2.57 亿人,是一个主要的全球健康问题。感染者患肝硬化和肝细胞癌的风险很高。目前,两种类型的治疗药物被批准用于慢性 HBV 感染的治疗,即干扰素 α (IFNα) 和核苷 (酸) 类逆转录酶抑制剂 (NRTIs)。两种治疗都在一定程度上有效,但很难治愈。
HBV是一种专门针对人肝细胞的嗜肝病毒。病毒感染是通过与其受体人牛磺胆酸钠协同转运多肽 (hNTCP) 的特异性相互作用引发的。 在内化和去除包膜后,病毒核衣壳被导向细胞核。衣壳的分解和病毒聚合酶 (Pol) 的去除导致无蛋白病毒松弛环状 DNA (PF-rcDNA) 暴露于细胞核。 PF-rcDNA 被认为是推定的前体,随后被转化为共价闭合环状 DNA (cccDNA)。 
cccDNA 被染色质化,并作为病毒 RNA 在几种富含肝脏的转录因子和核受体的控制下转录的模板。病毒 RNA 被运输到细胞质,在那里它们被翻译以表达病毒蛋白。3.5 kb前基因组RNA(pgRNA)与Pol一起被HBV核心蛋白(HBc)包裹形成病毒核衣壳,pgRNA在核衣壳内逆转录成负链DNA,然后不完全合成正链DNA 以产生病毒基因组 rcDNA。含有 rcDNA 的衣壳要么被运回细胞核以扩增 cccDNA 库,要么被包裹并作为后代病毒体释放。
由于缺乏支持 HBV 完整生命周期的可行小动物模型,HBV 的基础和转化研究受到了阻碍。小鼠被广泛用于研究人类疾病,因为它们具有充分表征的遗传信息并且易于操作。不幸的是,小鼠不是 HBV 的天然宿主。以前的研究表明,鼠 NTCP (mNTCP) 不支持 HBV 进入。 
0 (1).png
文章模式图(图源自Hepatology 
过表达人 NTCP 的鼠肝细胞支持丁型肝炎病毒 (HDV) 的感染,但对 HBV 感染仍然不敏感,而两种病毒具有相似的进入途径。 鉴于已报道鼠肝细胞支持 HBV 转录、复制和病毒粒子的产生,限制可能发生在进入之后、在 cccDNA 形成之前或期间,包括病毒脱壳、核输入和基因组 rcDNA 的修复以形成 cccDNA。 然而,详细的分子事件仍不清楚。
在这项研究中,巩固了 HBV 感染在表达 hNTCP 的小鼠肝细胞中受到限制的观察结果,并进一步剖析了受限制的步骤。从机制上讲,结果表明病毒进入和 rcDN A 核输入可以在这些细胞中完成。 尽管小鼠 DNA 修复机制可以将 rcDNA 转化为 cccDNA,如体外修复系统和流体动力学注射小鼠模型所证明的,但 cccDNA 的形成在 HBV 接种后受到限制。进一步的研究表明,PF-rcDNA 仅在 HBV 接种后短暂存在,并且细胞质核衣壳的分解在小鼠肝细胞中受到限制。总之,该研究结果表明,细胞质 HBV 核衣壳的解离在小鼠肝细胞中受到限制。克服这一限制可能有助于建立 HBV 感染小鼠模型。
武汉大学泰康医学院(基础医学院)博士后赵凯涛为该论文第一作者,夏宇尘教授为通讯作者。本研究工作得到国家自然科学基金 (81971936,32100125)、吉利德亚洲肝病研究基金、中央高校基本科研业务费专项资金、湖北省医学青年拔尖人才、湖北省创新研究群体(2020CFA015)、湖北省卫健委创新群体(WJ2021C002)、中国博士后科学基金(2020M672419)等项目资助。


参考消息:
https://aasldpubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hep.32622


QQ客服
电子邮箱
淘宝官店
没有账号?