丙型肝炎病毒感染树鼩的实验研究

摘要

长期以来，缺乏感染模型是丙型肝炎病毒(HCV)研究中所面临的难题，近两年来虽然建立了感染性的HCV细胞培养模型，但仅限于有限的基因型。由于缺乏理想的HCV感染小动物模型，HCV防治研究进展缓慢。HCV感染的标准疗法是聚乙二醇化的IFN-α与利巴韦林的联合应用，2、3型HCV感染对该疗法的持续反应率达75％以上，但流行最广的1型HCV感染的持续反应率不到50％。此外，该疗法的费用昂贵，还具有副作用。HCV分子克隆以来，HCV疫苗在发达国家一直是研究热点，但迄今为止，尚无任何有效的疫苗问世。探索更加有效的HCV治疗方法，研发有效的HCV疫苗非常迫切。 黑猩猩(Pan troglodytes)是目前唯一被肯定的HCV易感动物，但使用黑猩猩作为实验动物的费用很高，且动物来源极为有限。近年来有Trimera小鼠和uPA-SCID小鼠被用作HCV感染模型，但两者的制备方法复杂，且免疫缺陷的特性限制了其在HCV免疫学研究方面的应用。 树鼩(tree shrews，tupaia belangeri)是一种与灵长目动物诸多特征相似的小动物，被用于人类多种疾病，包括HBV、HSV等病毒感染的实验动物模型研究。1998年首次有报道，用HCV RNA阳性的血清感染中国云南野生树晌，部分可发生短期病毒血症和HCV抗体阳转，2007年再次有类似报道。尽管如此，目前对树鼩是否可用作HCV感染的动物模型还存在争议。 病毒体与宿主细胞表面受体的结合是病毒进入细胞的第一步，病毒与细胞表面相应受体的结合是病毒感染复制的始动环节。虽然HCV进入靶细胞的确切机制现在仍不十分清楚，但一系列确凿的证据表明这与HCV包膜糖蛋白E2与靶细胞表面的多种受体相关分子的相互作用有关，这些分子包括CD81、SR-BI、claudin-1(CLDN1)以及最近鉴定出的occludin(OCLN)。 从1997年到2008年，有一些研究表明HCV病人血浆能感染PTH(primary tupaiahepatocytes)，能感染树鼩，但树鼩能否作为小动物模型但是仍然存在争议。使用HCV病人血浆作为病毒来源，则无法保证研究的连贯性和重复性。因此，除临床病毒株(病人血浆)外，使用来源稳定、背景一致、感染性高的细胞培养HCV病毒代替丙型肝炎病人血浆进行HCV动物模型的研究是最好的解决方法。 由于病毒特异性受体的表达和分布是影响病毒感染的宿主和组织亲嗜性的重要限制性因素，因此关于树鼩CD81、CLDN1、SR-BI以及OCIN功能的研究有着重要的意义。本研究克隆了树鼩的CD81、SR-BI、CLDN1以及OCLN基因，用一系列功能实验分析这些分子是否可介导HCV感染，观察了HCV假病毒(HCVpseudopatticles，HCVpp)和细胞培养产生的HCV(cell culture produced HCV，HCVcc)对PTH的感染性，并用HCVcc体内感染树鼩，检测树鼩血清中是否可产生HCV病毒血症。 方法： 1．抽提PTH的总RNA，逆转录为cDNA，设计引物，扩增出树鼩CD81、SR-BI、CLDN1以及OCLN基因序列。 2．构建原核表达质粒pET32a-tCD81 LEL(large extracellular loop)，在大肠杆菌BL21中表达树鼩CD81 LEL的重组蛋白，用ELISA分析HCV包膜E2蛋白与树鼩CD81 LEL的结合活性。 3．构建真核表达质粒pCI-tCD81、pCI-tSR-BI转染CHO细胞，用流式细胞术检测HCV E2蛋白与其结合活性。 4．将树鼩CD81基因转染HepG2细胞，再用荧光素酶作为报告基因的假HCV颗粒(HCVpp-Luc)感染，检测荧光素酶在细胞中的表达。 5．构建真核表达质粒pCI-tCLDN1，转染293T细胞，再用HCVpp-Luc感染，检测荧光素酶活性。 6．将人CD81、SR-BI、CLDN1以及树鼩OCLN共转染CHO细胞，然后用HCVpp-Luc感染，检测报告基因的表达。 7．分离培养PTH，用HCVpp-Luc感染，检测荧光素酶活性。 8．细胞培养的HCVcc(J6/JFH1)感染PTH，western blot检测HCV蛋白的表达。 9．用HCVcc(J6/JFHl)感染PTH连续培养3周，取不同时间的培养上清感染Huh7.5细胞，免疫荧光检测细胞内的HCV蛋白。 10.HCVcc(J6/JFH1)感染树鼩(6只实验组，6只对照组)，连续十次(1次/周)取血，realtime-PCR检测血清中HCV拷贝数，同时检测ALT水平的变化。 结果： 1．扩增出树鼩CD81(GenBank：EF581831)，CLDN1(GenBank：EF584564)，SR-BI(GenBank：EF584564)，OCLN(GenBank：FJ809937)编码基因。 2．扩增出树鼩和人的CD81 LEL，并构建了原核表达质粒pET32a-tCD81 LEL、pET32a-hCD81 LEL，获得重组蛋白。ELISA法检测发现人与树鼩的CD81 LEL都能结合可溶性HCV包膜E2蛋白，且二者与HCV E2的结合活性相似。 3．构建树鼩CD81真核表达质粒，转染CHO细胞，检测发现CD81分子可在CHO细胞表面表达，且CHO细胞表面的CD81分子能与可溶性HCV E2蛋白结合。 4．人或树鼩的CD81表达质粒转染的HepG2细胞均可被HCVpp感染。 5．构建人与树鼩的SR-BI的真核表达质粒，转染CHO细胞，流式细胞术检测显示HCV包膜E2蛋白能与表达在CHO细胞表面的SR-B1分子结合。 6．转染人或树鼩CLDN1表达质粒到293T细胞，转染后的细胞能被HCVpp感染。 7．共转染人CD81、SR-BI、CLDN1及树鼩OCLN后CHO细胞能被HCVpp感染。 8．HCVpp和HCVcc可感染PTH，且HCVcc感染PTH可产生生产性感染。 9．J6/JFH1 HCVcc感染的6只树鼩中，有2只血清中能间歇性检测到HCV RNA。 结论： 1．树鼩CD81、SR-BI、CLDN1以及OCIN可介导HCV感染。 2．HCVpp、HCVcc能感染PTH，并且HCVcc感染PTH能完成完整的病毒复制过程，产生感染性HCV颗粒。 3．J6/JFH1 HCVcc可感染树鼩，产生病毒血症。 以上结果为用树鼩作为HCV小动物感染模型的可行性提供了依据。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩略词表

声明

前言

第一部分树鼩细胞的HCV特异性受体研究

一、材料

二、方法

三、结果

四、讨论

第二部分树鼩原代肝细胞的PTH的分离和感染

一、实验材料

二、实验方法

三、结果

四、讨论

第三部分HCV感染树鼩的研究

一实验材料

二、实验方法

三、结果

四、讨论

参考文献

综述HCV的细胞侵入机制研究进展

附录

致谢