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乙型肝炎和δ病毒如何建立肝细胞感染

2019-07-05 10:03:58国内科研

普林斯顿大学的研究人员开发了一种新的,可扩展的细胞培养系统,可以对宿主细胞如何应对乙型肝炎病毒(HBV)和δ病毒(HDV)进行详细调查。描述他们发现的论文于2019年6月18日在线发表在Hepatology期刊上。

HBV引起急性疾病,通常由具有完整免疫系统的成年人迅速清除,但幼儿和HIV患者特别容易患上慢性HBV感染,这可能导致肝硬化或肝癌。HBV感染也使人容易感染HDV,这可能导致急性肝衰竭和/或加速进展为肝硬化或癌症。幸运的是,HBV存在有效的疫苗,并且由于HDV需要HBV才能繁殖,因此两者都可以被认为是可预防的疾病。然而,疫苗的费用和有限的可用性使全世界有数百万人感染风险。

更好地了解病毒如何影响它们感染的细胞将有助于开发抗击甚至治愈感染的药物,但HBV和HDV仅感染来自人类和黑猩猩的肝细胞(肝细胞)。这些细胞很难获得,并且当在细胞培养体外生长时,它们经历称为去分化的过程:在短短几天的过程中,它们失去其特有的特征和功能。当这种情况发生时,它们也失去了感染HBV和HDV的能力,从而成为研究慢性病毒感染的重大障碍。

普林斯顿大学分子生物学系副教授亚历山大普洛斯说:“自20世纪80年代中期以来,人们已经尝试在原代人肝细胞(PHHs)中建立强大的 - 并且重要的是持续感染 - 但成功率有限。”和研究的领导者。

对其他组织的研究表明,特殊细胞类型有时需要其他类型细胞的支持以维持其分化状态。肝细胞构成肝脏中的大部分细胞,但组织也含有许多其他细胞类型,统称为“非实质细胞”。最近,研究生Benjamin Winer和Ploss实验室以及Hurel公司的同事证明,新鲜分离的人肝细胞可以与非实质细胞一起生长在由胶原蛋白制成的支撑表面上。在这种细胞培养系统中,研究人员称其为原代人肝细胞(SACC-PHH)的自组装共培养物,肝细胞保持其分化状态,并可支持长达40天的慢性HBV感染。

Ploss说:“该系统为研究宿主对肝炎病毒的反应创造了前所未有的机会,特别是在持续感染的情况下。”

在这项新研究中,Winer及其同事研究了肝细胞如何应对HBV和HDV感染。首先,他们测试了SACC-PHH是否可以支持两种病毒的感染。HBV劫持细胞的蛋白质制造机器制造病毒蛋白质,HDV合并HBV蛋白质自我组装。因此,HDV只能在HBV(共感染)和已经慢性感染HBV(超感染)的细胞中同时感染细胞时繁殖。研究人员发现,这两种情况都可能发生在SACC-PHH中,即使将培养系统缩小到384微孔培养板也是如此 - 这一发展使得该系统非常适合候选药物的高通量筛选。因此,研究小组表明使用两种候选抗病毒药物恩替卡韦和Myrcludex B进行预防性治疗,

病毒感染引起宿主细胞的许多变化,从代谢适应到能够识别和破坏细胞内病毒的先天免疫防御的激活。为了探究肝细胞对HBV / HDV感染的反应变化,作者研究了使用RNA-Seq分析技术表达哪些基因。数据显示,感染HBV的细胞表现出参与氧化磷酸化和与细胞外环境相互作用的基因表达升高。相反,另外感染HDV的细胞具有与未感染细胞相似的基因表达模式。

有趣的是,尽管肝细胞的先天免疫信号通路是完整的并且可以通过添加化学物质如聚(I:C)来刺激,但HBV感染并未激活这些防御。另一方面,用聚(I:C)治疗有助于抑制HBV的生长,这表明该病毒在细胞防御的雷达下飞行以建立持续感染。

先天免疫防御如何影响HBV / HDV合并感染似乎更加细致入微。用聚(I:C)刺激先天免疫途径对HDV几乎没有影响。HBV / HDV共感染也未能激活所研究的大多数人类供体的肝细胞中的防御途径,但是一个供体在共感染时显示出先天免疫激活,表明人的基因构成可能影响其抵抗感染的能力。

“我们相信,我们优化的高通量SACC-PHH平台是研究嗜肝性病原体的独特资源,我们的数据将有助于推进对HBV和HDV持续感染的了解,”Ploss说。

该研究由美国国立卫生研究院,Burroughs Wellcome基金会,国家糖尿病和消化和肾脏疾病研究所,国家过敏和传染病研究所以及新泽西州癌症研究委员会资助。

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