乙型肝炎和δ病毒如何建立肝细胞感染

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)和丁型肝炎病毒(HDV)进行详细的研究。描述他们发现的论文于2019年6月18日在线发表在《肝脏病学》杂志上。

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，但幼儿和艾滋病毒患者特别容易受到慢性HBV感染，这可能导致肝硬化或肝癌。HBV病毒感染也使人容易感染HDV，这可能导致急性肝功能衰竭和/或加速肝硬化或癌症的进展。幸运的是，有针对HBV的有效疫苗，而且由于HDV需要HBV来繁殖，这两种疾病都可以被视为可预防的疾病。然而，疫苗的成本和有限的可用性使全世界数百万人面临感染的风险。

更好地了解病毒如何影响其感染细胞将有助于开发对抗甚至治愈感染的药物，但HBV和HDV只感染人类和黑猩猩的肝细胞(肝细胞)。这些细胞很难获得，当它们在体外细胞培养中生长时，它们会经历一个称为去分化的过程：在短短几天的时间内，它们就会失去其独特的特征和功能。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主要障碍。

普林斯顿大学分子生物学系副教授兼领导人亚历山大普罗斯(Alexander Pross)表示，“自20世纪80年代中期以来，人们一直试图在原代人类肝细胞(PHHs)中建立强大的——而且重要的是持续的感染，但成功率有限。”这项研究。

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才能维持其分化状态。肝细胞构成了肝脏中的大部分细胞，但组织也包含许多其他类型的细胞，统称为“实质细胞”。最近，来自Ploss实验室和Hurel公司的研究生Benjamin Winer及其同事证明了新鲜分离的人类肝细胞可以与实质细胞一起在胶原蛋白制成的支撑表面上生长。在这个细胞培养系统中，研究人员称之为原代人类肝细胞的自组装共培养(SACC-PHH)，它可以维持其分化状态，支持慢性HBV感染长达40天。

Ploss说：“这个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。”

在这项新的研究中，Winer和他的同事研究了肝细胞对HBV和HDV感染的反应。首先，他们测试了SACC-PHH是否能支持两种病毒的感染。蛋白质，劫持了HBV细胞，使机器制造病毒蛋白质，HDV与HBV蛋白结合自组装。因此，HDV只有在HBV(共感染)和已经慢性感染HBV(超级感染)的细胞同时感染细胞时才能繁殖。研究人员发现，这两种情况都可能发生在SACC-PHH，即使培养系统减少到384孔培养板——这一发展使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，两种候选抗病毒药物恩替卡韦和Myrcludex B用于预防治疗，

感染会导致宿主细胞发生许多变化，从代谢适应到激活先天免疫防御，后者可以识别并摧毁细胞中的病毒。为了探索肝细胞对HBV/HDV感染的反应，作者通过RNA-Seq分析研究了哪些基因表达。数据显示，HBV感染的细胞显示出参与氧化磷酸化和与细胞外环境相互作用的基因表达增加。相反，此外，HDV感染的细胞与未感染的细胞具有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poly (I: C)等化学物质来刺激，但HBV感染不会激活这些防御。另一方面，用poly (I: C)处理有助于抑制HBV的生长，这表明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病毒/丁型肝炎病毒混合感染似乎更加微妙。用poly (I: C)刺激先天免疫途径对HDV影响不大。HBV/HDV混合感染也未能激活大多数人类供体肝细胞中的防御途径，但一名供体在混合感染中显示出先天免疫激活，这表明一个人的遗传组成可能会影响其抵抗感染的能力。

“我们相信，我们优化的高通量SACC-PHH平台是研究嗜肝病原体的独特资源，我们的数据将有助于促进对持续HBV和HDV感染的理解，”Ploss说。

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