乙型肝炎和δ病毒如何建立肝細胞感染

普林斯頓大學的研究人員開發了一種新的，可擴展的細胞培養系統，可以對宿主細胞如何應對乙型肝炎病毒(HBV)和δ病毒(HDV)進行詳細調查。描述他們發現的論文于2019年6月18日在線發表在Hepatology期刊上。

HBV引起急性疾病，通常由具有完整免疫系統的成年人迅速清除，但幼兒和HIV患者特別容易患上慢性HBV感染，這可能導致肝硬化或肝癌。HBV感染也使人容易感染HDV，這可能導致急性肝衰竭和/或加速進展為肝硬化或癌癥。幸運的是，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為是可預防的疾病。然而，疫苗的費用和有限的可用性使全世界有數百萬人感染風險。

更好地了解病毒如何影響它們感染的細胞將有助于開發抗擊甚至治愈感染的藥物，但HBV和HDV僅感染來自人類和黑猩猩的肝細胞(肝細胞)。這些細胞很難獲得，并且當在細胞培養體外生長時，它們經歷稱為去分化的過程：在短短幾天的過程中，它們失去其特有的特征和功能。當這種情況發生時，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。

普林斯頓大學分子生物學系副教授兼領導人亞歷山大普洛斯說：“自20世紀80年代中期以來，人們已經嘗試在原代人肝細胞(PHHs)中建立強大的 - 并且重要的是持續感染 - 但成功率有限。”這項研究。

對其他組織的研究表明，特殊細胞類型有時需要其他類型細胞的支持以維持其分化狀態。肝細胞構成肝臟中的大部分細胞，但組織也含有許多其他細胞類型，統稱為“非實質細胞”。最近，研究生Benjamin Winer和Ploss實驗室以及Hurel公司的同事證明，新鮮分離的人肝細胞可以與非實質細胞一起生長在由膠原蛋白制成的支撐表面上。在這種細胞培養系統中，研究人員稱其為原代人肝細胞(SACC-PHH)的自組裝共培養物，肝細胞保持其分化狀態，并可支持長達40天的慢性HBV感染。

Ploss說：“該系統為研究宿主對肝炎病毒的反應創造了前所未有的機會，特別是在持續感染的情況下。”

在這項新研究中，Winer及其同事研究了肝細胞如何應對HBV和HDV感染。首先，他們測試了SACC-PHH是否可以支持兩種病毒的感染。HBV劫持細胞的蛋白質制造機器制造病毒蛋白質，HDV合并HBV蛋白質自我組裝。因此，HDV只能在HBV(共感染)和已經慢性感染HBV(超感染)的細胞中同時感染細胞時繁殖。研究人員發現，這兩種情況都可能發生在SACC-PHH中，即使將培養系統縮小到384微孔培養板也是如此 - 這一發展使得該系統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進行預防性治療，

病毒感染引起宿主細胞的許多變化，從代謝適應到能夠識別和破壞細胞內病毒的先天免疫防御的激活。為了探究肝細胞對HBV / HDV感染的反應變化，作者研究了使用RNA-Seq分析技術表達哪些基因。數據顯示，感染HBV的細胞表現出參與氧化磷酸化和與細胞外環境相互作用的基因表達升高。相反，另外感染HDV的細胞具有與未感染細胞相似的基因表達模式。

有趣的是，盡管肝細胞的先天免疫信號通路是完整的并且可以通過添加化學物質如聚(I：C)來刺激，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，這表明該病毒在細胞防御的雷達下飛行以建立持續感染。

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

“我們相信，我們優化的高通量SACC-PHH平臺是研究嗜肝性病原體的獨特資源，我們的數據將有助于推進對HBV和HDV持續感染的了解，”Ploss說。