胡黄连苷抑制乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA作用的体外研究

摘要

[研究背景]共价闭合环状DNA(cccDNA)是乙型肝炎病毒(HBV)在细胞内复制过程的初始模板,也是病毒在宿主细胞核内形成的第一个复制中间体,它的形成标志着病毒在宿主细胞内感染状态的建立和复制循环的开始。HBV cccDNA在肝细胞核内形成含量相对稳定的池,目前绝大多数临床上应用的抗HBV药物均难以清除细胞内的cccDNA,被认为是抗病毒治疗后乙型肝炎复发的重要原因。HBV cccDNA的检测对抗HBV药物的研发和应用评价,以及慢性乙型肝炎(CHB)患者的病情监测和抗病毒疗效评估等具有十分重要的临床意义。就现有抗HBV药物的疗效看来,尚无能够迅速抑制或是清除被感染肝细胞内HBV cccDNA的治疗药物或方案,针对HBVcccDNA的药物研发和疗效监测工作尚未取得明显进展。本研究以我们实验室前期建立的一套特异、灵敏的HBV cccDNA检测技术为基础,在HepG2.2.15细胞平台上对胡黄连苷促进清除HBV cccDNA的作用效果和特点进行了对比评估,并试图对相关机制作出初步探讨。 本研究共分为三个部分：(一)胡黄连苷促进清除HepG2.2.15细胞内HBVcccDNA的作用效果和特点研究。以阿德福韦酯为对照,分别观察胡黄连苷和阿德福韦酯作用后HepG2.2.1 5细胞培养上清中HBV DNA含量变化,定量检测细胞内HBVDNA、cccDNA和pgRNA水平并计算相应抑制率,比较胡黄连苷与阿德福韦酯作用的不同效果和特点。(二)胡黄连苷对HepG2.2.15细胞内HBV cccDNA超螺旋分布的影响。采用专门的二维凝胶电泳方法观察胡黄连苷作用前后HepG2.2.15细胞内HBV cccDNA超螺旋数量分布有无变化,并与阿德福韦酯作用结果相对比,利用非参数秩和检验方法进行统计分析,探寻胡黄连苷对HBV cccDNA超螺旋数量分布的影响。(三)胡黄连苷对HepG2.2.15细胞内OAS1、STAT2、ISGF3γ、MyD88、MxA等候选基因转录水平的影响。对于胡黄连苷作用后有明显差异转录的基因再以siRNA技术选择性沉默阻断,以反向验证相关基因参与胡黄连苷抗HBV作用的可能性。 第一部分：胡黄连苷对HepG2.2.15细胞内HBV cccDNA含量的影响 目的:观察胡黄连苷抑制HepG 2.2.15细胞内HBV cccDNA的作用效果及特点。 方法:分别用含胡黄连苷50μg/ml、胡黄连苷100μg/ml或阿德福韦酯5μg/ml的细胞培养液作用于HepG2.2.15细胞,加药后2d、5d收集细胞及培养上清液,用实时荧光定量PCR方法检测上清和细胞内HBV DNA、细胞内HBV cccDNA和pgRNA水平,分别计算抑制率。 结果:①胡黄连苷50μg/ml作用后2d和5d,上清HBV DNA抑制率分别为49.74％和79.48％；细胞内HBV cccDNA抑制率43.55％和 56.43％,rcDNA抑制率43.39％和63.86％,pgRNA抑制率54.72％和56.08％。②胡黄连苷100μg/ml作用后2d和5d,上清HBV DNA抑制率分别为51.11％和82.07％；细胞内HBVcccDNA抑制率41.13％和57.59％,rcDNA抑制率45.09％和67.31％,pgRNA抑制率52.68％和52.47％。③阿德福韦酯作用后2d和5d,上清HBV DNA抑制率分别为25.56％和92.44％；细胞内HBV cccDNA抑制率18.54％和47.19％,rcDNA抑制率21.20％和71.47％,pgRNA抑制率11.14％和37.61％。 结论:胡黄连苷能够明显抑制HepG2.2.15细胞内HBV复制水平,对HBV cccDNA也具有抑制作用,而且在作用时相上早于阿德福韦酯,可能存在不同的作用机制。 第二部分:胡黄连苷对HepG2.2.15细胞内HBV cccDNA超螺旋分布的影响 目的:观察HepG2.2.15细胞内HBV cccDNA超螺旋数量分布规律及胡黄连苷、阿德福韦酯对其影响。 方法:实验共分3组,分别用含胡黄连苷50μg/ml、阿德福韦酯5μg/ml和空白细胞培养液作用于HepG2.2.15细胞,加药后2d、5d收集细胞,提取细胞内HBV cccDNA,经二维凝胶电泳分离含有不同超螺旋数量的cccDNA,转至硝酸纤维素膜与32P-dCTP标记的HBV DNA探针杂交、放射显影。凝胶成像系统扫描A(0～5个超螺旋)、B(6～10个超螺旋)、C(11～15个超螺旋)、D(16～20个超螺旋)区域条带灰度值,计算各区域灰度积分值所占构成比,用非参数秩和检验方法分析组间差异。 结果:①用药2d时胡黄连苷组各区构成比中位值为A 14.94％、B 33.32％、C 35.96％、D 14.05％,阿德福韦酯组各区构成比中位值为A 13.00％、B20.04％、C 25.55％、D 39.04％,空白对照组各区构成比中位值为A 12.36％、B21.04％、C 23.22％、D 40.77％。其中胡黄连苷组分别与空白对照组和阿德福韦酯组cccDNA超螺旋分布有统计学差异(Nemenyi检验,χ21,3=12.86,X21,2=8.28,P<0.01),而阿德福韦酯组与空白对照组cccDNA超螺旋分布差异无统计学意义(χ22,3=2.58,P>0.25)。②用药5d时胡黄连苷组各区构成比中位值为A 15.40％、B 33.48％、C 34.47％、D 15.07％,阿德福韦酯组各区构成比中位值为A 13.30％、B 20.52％、C 23.22％、D 42.12％,空白对照组各区构成比中位值为A 13.02％、B 21.24％、C 22.91％、D40.61％。其中胡黄连苷组分别空白对照组和阿德福韦酯组cccDNA超螺旋分布有统计学差异(Nemenyi检验,χ21,3=11.61,χ21,2=9.58,P<0.01),阿德福韦酯组与空白对照组cccDNA超螺旋分布差异无统计学意义(χ22,3=0.86,P>0.75)。③空白对照组HepG2.2.1 5细胞内HBV cccDNA分子所含超螺旋数量分布并不均匀,以D区所占比例最多(约40％),B区和C区次之(各约20％),A区最少,2d和5d间数据分布差异没有显著性(Mann-Whitney U检验,U=0.321,P=0.748)。 结论:HepG2.2.15细胞内HBV cccDNA超螺旋数量呈现相对固定的异质性分布状态,阿德福韦酯处理2d和5d均未改变分布规律；胡黄连苷能够减少HepG2.2.15细胞内HBV cccDNA内部超螺旋数量,可能导致cccDNA结构稳定性的减低,促进HBV cccDNA的清除。 第三部分:胡黄连苷对HepG2.2.15细胞内部分基因转录水平的影响 目的:观察胡黄连苷能否影响HepG2.2.15细胞内部分候选基因的转录,探讨其与抗HBV效应的关系。 方法:①选取既往报道的能够促进感染细胞内HBV pgRNA降解的部分基因如2',5'-寡腺苷酸合成酶1(OAS1)、信号转导与转录活化因子2(STAT2)、干扰素刺激基因因子3γ(ISGF3γ)、髓样细胞分化蛋白(MyD88)和MxA蛋白作为候选基因,实时荧光定量RT-PCR方法检测胡黄连苷作用后48h HepG2.2.15细胞内OAS1、STAT2、ISGF3γ、MyD88和MxA基因转录产物mRNA水平变化,以β-actin基因mRNA作为检测内参照。②用MyD88 siRNA诱导沉默HepG2.2.15细胞内MyD88基因转录,实时荧光定量PCR方法检测胡黄连苷作用下HepG2.2.15细胞内MyD88 mRNA、HBV pgRNA及培养上清中HBV DNA水平变化。③用MyD88siRNA诱导沉默HepG2.2.15细胞内MyD88基因转录,实时荧光定量PCR方法检测胡黄连苷作用下HepG2.2.15细胞内MyD88 mRNA、HBV cccDNA水平变化,二维电泳方法观察cccDNA超螺旋分布情况并作组间比较。 结论:胡黄连苷作用可以诱导HepG2.2.15细胞内MyD88基因活跃转录,并通过MyD88途径促进HBV pgRNA的降解。但是MyD88并未参与胡黄连苷早期抑制HBV cccDNA的过程,胡黄连苷体外抑制HBV cccDNA、减少HepG2.2.15细胞内cccDNA超螺旋数量的作用可能依赖其它宿主基因的参与。

目录

论文说明：主要英文缩写与符号说明(按缩写的首字母排序)

声明

摘要

前 言

第一部分胡黄连苷对HepG2.2.15细胞内HBVcccDNA含量的影响

材料和方法

结 果

讨论

结 论

参考文献

第二部分胡黄连苷对HepG2.2.15细胞内HBVcccDNA超螺旋分布的影响

材料和方法

结 果

讨论

结 论

参考文献

第三部分胡黄连苷对HepG2.2.15细胞内部分基因转录水平的影响

材料和方法

结 果

讨 论

结 论

参考文献

综 述乙型肝炎病毒cccDNA研究进展

附 录在学期间发表文章

致 谢