Summary

非肝細胞293T-NE-3NRs細胞におけるB型肝炎ウイルス感染のモデル化

Published: June 05, 2020
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Summary

本稿では、新たに設計された293T細胞(293T-NE-3RS、ヒトNTCP、HNF4α、RXRαおよびPPARα)および伝統的な肝細胞(HepG2-NE、ヒトNTCPを発現する)におけるB型肝炎ウイルス(HBV)感染の詳細なプロトコルについて説明する。

Abstract

HBVは主にヒト肝細胞に感染するが、腎臓や精巣などの肝外組織に感染することも分かっていない。それにもかかわらず、細胞ベースのHBVモデルは、機能的HBV受容体、タウロコレート共輸送ポリペプチド(NTCP)を過剰発現するヘパトーマ細胞株(HepG2およびHuh7など)に限定される。ここでは、モデル細胞株として293T-NE-3ノール(293T過剰発現ヒトNTCP、HNF4α、RXRαおよびPPARα)およびHepG2-NE(HepG2過剰発現NTCP)を用いた。  これらの細胞株におけるHBV感染は、HepG2.2.15からの濃縮HBVウイルス粒子または標的細胞株との共培養HepG2.2.15を用いて行った。HBcAgに対するHBcAg免疫蛍光をHBV感染を確認するために実施した。ここで提示される2つの方法は、非肝細胞株におけるHBV感染を研究するのに役立ちます。

Introduction

B型肝炎は20億人以上の人々の生活に影響を与え、公衆衛生に対する大きな脅威の1つです。世界中で約2億5,700万人が慢性B型肝炎ウイルス(HBV)に感染しており、社会に大きな負担を与えています肝細胞は、腎臓や精巣などの非肝組織におけるHBVおよび他の細胞に感染した唯一の細胞ではなく、このウイルス22、33にも感染している。現在、HBV感染細胞モデルは、非肝細胞系モデルの数が少ないヒト肝細胞に限定されている。これは、HBV感染および非肝組織のHBV関連病理の研究を妨げる。ここでは、非肝細胞293T細胞および肝細胞におけるHBV感染を研究するためのプロトコルを提示する。

タウロコレート酸共輸送ポリペプチド(NTCP)は、ヒトB型肝炎およびD型肝炎ウイルス4の機能受容体である。肝細胞核因子4α(HNF4α)、レチノイドX受容体α(RXRα)およびペルオキシソーム増殖因子活性化受容体α(PPARα)は、HBVのウイルス性栄養を制限する肝富化転写因子である。それらは、HBVプレゲノムRNA合成を促進し、非ヘパトーマ細胞ライン5におけるHBV複製を支持することが確認されている。我々は、NTCP(HepG2-NE)を発現するHepG2細胞株、NTCP(293T-NE)を発現する293T細胞株、および4つの宿主遺伝子を発現する293T細胞株の3つの異なる細胞株を構築した。NTCP、HNF4α、RXRαおよびPPARα(293T-NE-3ノール)。HBV感染のための2つの方法は、293T-NE-3DRに基づいて開発された(図1)。第1の方法は、24時間の高いウイルスゲノム同等性(高いGEq(150)、DMSOおよびPEG8000を有する293T-NE-3ノンの接種を使用する。2番目の方法は、293T-NE-3NをHepG2.2.15と共培養し、DMSOおよびPEG8000なしでHBV粒子(約1.83)を生成し、自然条件を密接にエミュレートする。

HepG2.2.15細胞は、HepG2線に由来し、感染性HBVを慢性分泌し、ならびにサブウイルス粒子を培地66,77に分泌する。シクロスポリンA(CsA)は、異種移植片拒絶反応の抑制のために臨床的に用いられる免疫抑制剤である。研究は、CsAがNTCPのトランスポーター活性を阻害し、NTCPの大きなエンベロープタンパク質8への結合を遮断することによって培養肝細胞へのHBVの侵入を阻害することを示している。

HepG2-NE細胞は陽性対照として用いたのに対し、CsA処理細胞は陰性対照として用いた。陽性対照群と陰性対照群と比較することで、HBV感染においてどの宿主遺伝子が重要な役割を果たすかを調べることができる。さらに、HBV感染のこのモードを介して、HBV感染に関与する他の新しいメカニズムまたは宿主遺伝子を見つけることもできます。

Protocol

培養は、ヘプG2.2.15細胞およびHBV感染からの上清の収集は、バイオセーフティレベルII(P2)またはバイオセーフティレベルIII(P3)の実験室で行われるべきである。実験室の安全慣行に従って、実験室の人員の安全を確保し、HBV実験を行う前に、すべてHBsAb陽性のワクチン接種と検出を行う必要があります。次のステップに進む前に、すべてのステップでセルの状態を確認します。ヒト血清サンプル…

Representative Results

我々は、PSIN-NTCP-EGFPプラスミドを構築し、NTCPとEGFP融合を発現し、ピューロマイシン耐性を有する。プラスミドをHepG2および293T細胞にトランスフェクトし、NTCPおよびEGFPを発現する安定した細胞株HepG2-NEおよび293T-NEを構築した。プラスミド(pSIN-HNF4α、pSIN-RXRα、pLV-PPARα-プロフラグ)をピューロマイシン耐性および発現を有する293T-NE細胞にトランスフェクトし、4個の宿主遺伝子9…

Discussion

ここでは、非肝293T-NE-3Nおよび肝腫ベースHepG2-NE細胞におけるHBV感染プロトコルについて紹介する。293T-NE-3NRsは、高および低GEqの両方でHBV感染に適していた。プロトコルを使用する際には、次の重要な手順を考慮する必要があります。細胞の状態は、感染を成功させるための重要な要因です。感染媒体は、HBV感染の最初の期間の後にタイムリーに変更する必要があります。293T-NE-3-3NRs細胞は、?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、中国国立自然科学財団(No. 81870432および81570567からX.L.Z.)(No. 81571994 to P.N.S.)、国際若手研究者研究基金(第81950410640語第81950410640語第81950410640)によって支援されました。李嘉誠山浦大学財団(No.L1111 2008からP.N.S.へ。シャントゥ大学医科大学のスタンリー・リン教授に有益なアドバイスをいただき、ありがとうございました。

Materials

0.45μm membrane filter Millex-HV SLHU033RB Filter for HepG 2.2.15 supernatant
293T-NE Laboratory construction —— Cell model for HBV infection
293T-NE-3NRs Laboratory construction —— Cell model for HBV infection
594 labeled goat against rabbit IgG ZSGB-BIO ZF-0516 For immunofluorescence assay,second antibody
6-well plate BIOFIL TCP010006 For co-culture
Amicon Ultra 15 ml Millipore UFC910008 For concentration of HepG 2.2.15 supernatant
BSA Beyotime ST023 For immunofluorescence assay
Cyclosporin A Sangon biotech 59865-13-3 inhibitor of HBV infection
DAPI Beyotime C1006 For nuclear staining
Diagnostic kit for Quantification of Hepatitis B Virus DNA(PCR-Fluorescence Probing) DAAN GENE 7265-2013 For HBV DNA detection
DMEM HyClong SH30243.01 For culture medium
DMSO Sigma-Aldrich D5879 For improvement of infection efficiency
Fetal bovine serum(FBS) CLARK Bioscience FB25015 For culture medium
Fluorescence microscope ZEISS Axio observer Z1 For immunofluorescence assay
HepG2-NE Laboratory construction —— Cell model for HBV infection
HBcAg antibody ZSGB-BIO ZA-0121 For immunofluorescence assay, primary antibody
PBS ZSGB-BIO ZLI-9062 For cell wash
PEG8000 Merck P8260 For infection medium
Penicillin-Streptomycin-Glutamine Thermo Fisher 10378016 For culture medium
Transwell CORNING 3412 For co-culture
Tween 20 sigma-Aldrich WXBB7485V For PBST
Virkon Douban 6971728840012 Viruside

Riferimenti

  1. World Health Organization. Global hepatitis report, 2017. World Health Organization. , (2017).
  2. Yoffe, B., Burns, D. K., Bhatt, H. S., Combes, B. Extrahepatic hepatitis B virus DNA sequences in patients with acute hepatitis B infection. Hepatology. 12, 187-192 (1990).
  3. Mason, A., Wick, M., White, H., Perrillo, R. Hepatitis B virus replication in diverse cell types during chronic hepatitis B virus infection. Hepatology. 18, 781-789 (1993).
  4. Yan, H., et al. Sodium taurocholate cotransporting polypeptide is a functional receptor for human hepatitis B and D virus. eLife. 1, 00049 (2012).
  5. Tang, H., McLachlan, A. Transcriptional regulation of hepatitis B virus by nuclear hormone receptors is a critical determinant of viral tropism. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98, 1841-1846 (2001).
  6. Sells, M. A., Chen, M. L., Acs, G. Production of hepatitis B virus particles in Hep G2 cells transfected with cloned hepatitis B virus DNA. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 84, 1005-1009 (1987).
  7. Sells, M. A., Zelent, A. Z., Shvartsman, M., Acs, G. Replicative intermediates of hepatitis B virus in HepG2 cells that produce infectious virions. Journal of Virology. 62, 2836-2844 (1988).
  8. Watashi, K., et al. Cyclosporin A and its analogs inhibit hepatitis B virus entry into cultured hepatocytes through targeting a membrane transporter, sodium taurocholate cotransporting polypeptide (NTCP). Hepatology. 59, 1726-1737 (2014).
  9. Yang, X., et al. Defined host factors support HBV infection in non-hepatic 293T cells. Journal of Cell and Molecular Medicine. 24, 2507-2518 (2020).
  10. Xia, Y., et al. Human stem cell-derived hepatocytes as a model for hepatitis B virus infection, spreading and virus-host interactions. Journal of Hepatology. 66, 494-503 (2017).
  11. Ortega-Prieto, A. M., Cherry, C., Gunn, H., Dorner, M. In Vivo Model Systems for Hepatitis B Virus Research. ACS Infectious Diseases. 5, 688-702 (2019).
  12. Liang, T. J. Hepatitis B: the virus and disease. Hepatology. 49, 13-21 (2009).
  13. Nie, Y. Z., et al. Recapitulation of hepatitis B virus-host interactions in liver organoids from human induced pluripotent stem cells. EBioMedicine. 35, 114-123 (2018).
  14. Nishinakamura, R. Human kidney organoids: progress and remaining challenges. Nature Reviews Nephrology. 15, 613-624 (2019).

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Citazione di questo articolo
Sun, X., Yang, X., Zeng, C., Attia Koutb Megahed, F., Zhou, Q., Liu, T., Iqbal, W., Sun, P., Zhou, X. Modeling Hepatitis B Virus Infection in Non-Hepatic 293T-NE-3NRs Cells. J. Vis. Exp. (160), e61414, doi:10.3791/61414 (2020).

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