乙型肝炎和δ病毒如何建立肝細(xì)胞感染

普林斯頓大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的，可擴(kuò)展的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，可以對(duì)宿主細(xì)胞如何應(yīng)對(duì)乙型肝炎病毒(HBV)和δ病毒(HDV)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。描述他們發(fā)現(xiàn)的論文于2019年6月18日在線發(fā)表在Hepatology期刊上。

HBV引起急性疾病，通常由具有完整免疫系統(tǒng)的成年人迅速清除，但幼兒和HIV患者特別容易患上慢性HBV感染，這可能導(dǎo)致肝硬化或肝癌。HBV感染也使人容易感染HDV，這可能導(dǎo)致急性肝衰竭和/或加速進(jìn)展為肝硬化或癌癥。幸運(yùn)的是，HBV存在有效的疫苗，并且由于HDV需要HBV才能繁殖，因此兩者都可以被認(rèn)為是可預(yù)防的疾病。然而，疫苗的費(fèi)用和有限的可用性使全世界有數(shù)百萬(wàn)人感染風(fēng)險(xiǎn)。

更好地了解病毒如何影響它們感染的細(xì)胞將有助于開(kāi)發(fā)抗擊甚至治愈感染的藥物，但HBV和HDV僅感染來(lái)自人類和黑猩猩的肝細(xì)胞(肝細(xì)胞)。這些細(xì)胞很難獲得，并且當(dāng)在細(xì)胞培養(yǎng)體外生長(zhǎng)時(shí)，它們經(jīng)歷稱為去分化的過(guò)程：在短短幾天的過(guò)程中，它們失去其特有的特征和功能。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，它們也失去了感染HBV和HDV的能力，從而成為研究慢性病毒感染的重大障礙。

普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)系副教授兼領(lǐng)導(dǎo)人亞歷山大普洛斯說(shuō)：“自20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，人們已經(jīng)嘗試在原代人肝細(xì)胞(PHHs)中建立強(qiáng)大的 - 并且重要的是持續(xù)感染 - 但成功率有限。”這項(xiàng)研究。

對(duì)其他組織的研究表明，特殊細(xì)胞類型有時(shí)需要其他類型細(xì)胞的支持以維持其分化狀態(tài)。肝細(xì)胞構(gòu)成肝臟中的大部分細(xì)胞，但組織也含有許多其他細(xì)胞類型，統(tǒng)稱為“非實(shí)質(zhì)細(xì)胞”。最近，研究生Benjamin Winer和Ploss實(shí)驗(yàn)室以及Hurel公司的同事證明，新鮮分離的人肝細(xì)胞可以與非實(shí)質(zhì)細(xì)胞一起生長(zhǎng)在由膠原蛋白制成的支撐表面上。在這種細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中，研究人員稱其為原代人肝細(xì)胞(SACC-PHH)的自組裝共培養(yǎng)物，肝細(xì)胞保持其分化狀態(tài)，并可支持長(zhǎng)達(dá)40天的慢性HBV感染。

Ploss說(shuō)：“該系統(tǒng)為研究宿主對(duì)肝炎病毒的反應(yīng)創(chuàng)造了前所未有的機(jī)會(huì)，特別是在持續(xù)感染的情況下。”

在這項(xiàng)新研究中，Winer及其同事研究了肝細(xì)胞如何應(yīng)對(duì)HBV和HDV感染。首先，他們測(cè)試了SACC-PHH是否可以支持兩種病毒的感染。HBV劫持細(xì)胞的蛋白質(zhì)制造機(jī)器制造病毒蛋白質(zhì)，HDV合并HBV蛋白質(zhì)自我組裝。因此，HDV只能在HBV(共感染)和已經(jīng)慢性感染HBV(超感染)的細(xì)胞中同時(shí)感染細(xì)胞時(shí)繁殖。研究人員發(fā)現(xiàn)，這兩種情況都可能發(fā)生在SACC-PHH中，即使將培養(yǎng)系統(tǒng)縮小到384微孔培養(yǎng)板也是如此 - 這一發(fā)展使得該系統(tǒng)非常適合候選藥物的高通量篩選。因此，研究小組表明使用兩種候選抗病毒藥物恩替卡韋和Myrcludex B進(jìn)行預(yù)防性治療，

病毒感染引起宿主細(xì)胞的許多變化，從代謝適應(yīng)到能夠識(shí)別和破壞細(xì)胞內(nèi)病毒的先天免疫防御的激活。為了探究肝細(xì)胞對(duì)HBV / HDV感染的反應(yīng)變化，作者研究了使用RNA-Seq分析技術(shù)表達(dá)哪些基因。數(shù)據(jù)顯示，感染HBV的細(xì)胞表現(xiàn)出參與氧化磷酸化和與細(xì)胞外環(huán)境相互作用的基因表達(dá)升高。相反，另外感染HDV的細(xì)胞具有與未感染細(xì)胞相似的基因表達(dá)模式。

有趣的是，盡管肝細(xì)胞的先天免疫信號(hào)通路是完整的并且可以通過(guò)添加化學(xué)物質(zhì)如聚(I：C)來(lái)刺激，但HBV感染并未激活這些防御。另一方面，用聚(I：C)治療有助于抑制HBV的生長(zhǎng)，這表明該病毒在細(xì)胞防御的雷達(dá)下飛行以建立持續(xù)感染。

先天免疫防御如何影響HBV / HDV合并感染似乎更加細(xì)致入微。用聚(I：C)刺激先天免疫途徑對(duì)HDV幾乎沒(méi)有影響。HBV / HDV合并感染也未能激活防御途徑在大多數(shù)人供體的研究的肝細(xì)胞，而是一個(gè)供體顯示在合并感染先天免疫激活，這表明一個(gè)人的基因組成可能會(huì)影響他們的打擊感染的能力。

“我們相信，我們優(yōu)化的高通量SACC-PHH平臺(tái)是研究嗜肝性病原體的獨(dú)特資源，我們的數(shù)據(jù)將有助于推進(jìn)對(duì)HBV和HDV持續(xù)感染的了解，”Ploss說(shuō)。